أجيال الاتصالات - 0G-5G

لقد غيرت الاتصالات المتنقلة الطريقة التي يستخدمها الناس للتواصل مع بعضهم البعض لتبادل المعلومات، من أول تقنية (1G) حيث تم تبادل المعلومات في شكل إشارات صوتية أساسية، بينما جاء الجيل الثاني (2G) بالعديد من الميزات الإضافية ذات السعة الجديدة وإمكانية التغطية، تبعها الجيل الثالث (3G) الذي تم تصميمه لتحقيق سرعات أكبر مع تجربة النطاق العريض المتنقل، بينما الجيل الرابع (4G) الذي تم تطويره لاحقاً والذي يوفر مجموعة واسعة من خدمات الاتصالات، وعلى الرغم من أنّ تقنية الاتصال قد تطورت في فترة زمنية قصيرة، إلّا أنّها غير مرضية للعملاء الذين يتزايد عدد سكانها، وتتوقع الأجهزة المحمولة حول العالم التي تستخدم مرافق الاتصال هذه سرعة أكبر وخدمات أكبر من التقنيات الحالية، أدّى هذا إلى تطوير بحث جديد للاتصالات يطلق عليه اسم الجيل الخامس (5G) والذي سيأتي بسرعة أكبر وتطبيقات استثنائية وجودة الخدمة (QoS).

تاريخ ظهور أجيال الاتصالات:

أسّس (Guglielmo Marconin) جذور الاتصال لأول مرة من خلال اختراعه للتلغراف اللاسلكي في عام 1896م، وفي وقت لاحق في عام 1901م أرسل إشارات (Tele) الرسومية من كورنوال إلى سانت جون نيوفاوندلاند عبر المحيط الأطلسي لمسافة 3200 كم، ممّا ساعد هذا النظام في التواصل مع بعضهم البعض عن طريق إرسال أحرف أبجدية رقمية مشفرة في إشارات تماثلية.

نبذة عن أجيال الاتصالات:

الاتصال هو جزء لا يتجزأ من العلم الذي ركّز على تبادل المعلومات من نقطة إلى أخرى، تم تقديم مصطلح الاتصال لأول مرة بعد اكتشاف الهواتف التي حلت في وقت لاحق محل البرقيات والرسائل، حيث يُعد الاتصال في الوقت الحاضر هو العمود الفقري للمجتمع، انتشر الاتصال اللاسلكي الذي انتشر في أواخر التسعينيات في جميع أنحاء العالم من حيث تكنولوجيا الهاتف المحمول والمشتركين الذين يستخدمونه، ثُم شهدت الاتصالات اللاسلكية تطورات تكنولوجية من (1G) في وقت لاحق من الثمانينيات إلى (4G) في عام 2010، في الوقت الحالي وعدت التكنولوجيا الجديدة (5G) بتغييرات ثوريّة في الاتصالات مع تقدمها في التكنولوجيا لتسريع الاتصال في سرعة البرق.

نظرًا لأنَّ عدد اشتراكات الهواتف الخلوية قد تجاوز اشتراكات الهواتف ذات الخطوط السلكية، فقد جعل اشتراكات الهاتف الخلوي أداة مهمة جداً للتكنولوجيا اللاسلكية، وفي وقت لاحق أدّى تطوير تقنيات معالجة الإشارات في الجيل الثالث (3G) إلى تحسين الاتصال كثيراً في العقد الماضي، أدّى هذا النمو السريع للاتصالات اللاسلكية إلى زيادة الطلب على كفاءة الشبكة وسرعة الاتصال، استخدم الجيل الأول من الهواتف المحمولة اللاسلكية تقنية التناظرية للاتصالات التي كان لها العديد من التراجع بسبب الأجهزة الثقيلة والتغطية غير المكتملة، تم بناء الجيل اللاسلكي الحالي باستخدام التكنولوجيا الرقمية التي تحمل المزيد من حركة المرور وتتمتع بكفاءة أكبر من الإشارات التناظرية.

تاريخ تطور شبكات المحمول:

مضاعفة تقسيم التردد المتعامد – OFDM:

يتمتع (OFDM) بمزايا ملحوظة مقارنةً بتقنيات الوصول اللاسلكي الأخرى المستخدمة على نطاق واسع لجيل آخر من الاتصالات المحمولة، مثل الوصول المتعدد بتقسيم الوقت (TDMA) والوصول المتعدد بتقسيم التردد (FDMA) والوصول المتعدد بتقسيم الكود (CDMA).

عُّرف (OFDM) في أنَّ القناة الراديوية تنقسم إلى عدد كبير من القنوات الفرعية أو الموجات الحاملة الفرعية ذات النطاق الضيق والمعدل المنخفض والتردد غير الانتقائي، بحيث يمكن إرسال كمية متعددة من الإشارات بشكل متوازي، مع الحفاظ على كفاءة طيفية عالية عند نفس الوقت، يقدم كل ناقل فرعي معلومات المستخدم ممّا يؤدي إلى وصول متعدد بسيط يُعرف باسم الوصول المتعدد بتقسيم التردد المتعامد (OFDMA)، يساعد ذلك الوسائط المختلفة مثل: الفيديو والرسومات والكلام والنص أو البيانات الأخرى على الإرسال ضمن نفس رابط الراديو، اعتماداً على أنواع الخدمات المحددة ومتطلبات جودة الخدمة (QoS) الخاصة بها.

وكذلك في نظام (OFDM) يُمكن استخدام مخططات تشكيل مميزة لمختلف الموجات الحاملة الفرعية، فعلى سبيل المثال قد يتمتع المستخدم بالقرب من المحطة الأساسية (BS) بجودة قناة لائقة إلى حد ما، وبهذه الطريقة يُمكنهم استخدام خطط تعديل عالية الترتيب لبناء معدلات معلوماتهم، وباختلاف النسبة لأولئك المستخدمين البعيدين عن (BS) أو الذين تم إصلاحهم في مناطق حضرية مكدسة بعمق، حيث يتم الاعتماد على جودة شركات النقل الفرعية لتكون ضعيفة، ويُمكن استدعاء خطط تعديل منخفضة الترتيب، يستخدم مضاعف تقسيم التردد المتعامد نظام (IFFT) الخاص باتصال الأجهزة بالإنترنت كجزء من جهاز الإرسال و(FFT) في المستقبل.