أنواع شبكات الهاتف المحمول

تتضمن الاتصالات إرسال المعلومات في شكل صوت وبيانات وصور وما إلى ذلك باستخدام الوسائط الإلكترونية أو الوسائط الباعثة للضوء، والاتصالات هي مصطلح عالمي لمجموعة متنوعة من تقنيات نقل المعلومات مثل الخطوط الأرضية والهواتف المحمولة وشبكات “VoIP” وشبكات البث.

مكونات شبكة اتصالات المحمول

تشتمل شبكة الاتصالات السلكية واللاسلكية الخلوية على المكونات التالية:

• محطات الوصول إلى الشبكة.

• أجهزة كمبيوتر لمعالجة المعلومات، وهم متصلون بالشبكة.

• روابط لتكوين قناة لنقل المعلومات من جهاز إرسال إلى جهاز استقبال.

• معدات اتصالات تساعد على نقل المعلومات.

• برنامج اتصالات للتحكم وإدارة إرسال الرسائل عبر الشبكة.

ملاحظة:“VoIP” هي اختصار لـ “Voice over Internet Protocol”.

أساسيات شبكات الهاتف المحمول

يتم استخدام الاتصالات السلكية واللاسلكية لتنظيم وإدارة أنظمة الكمبيوتر عن بعد في شبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية، كما تُستخدم شبكة الاتصالات السلكية واللاسلكية لتبادل الرسائل وتتصل مجموعة من العقد بواسطة روابط تساعد في تبادل الرسائل بين العقد، كما يتم استعمال مجموعة متنوعة من التقنيات القائمة على تبديل الدائرة أو تبديل الرسائل أو منهجيات تبديل الحزم بواسطة الروابط لتوجيه الرسائل والإشارات.

تعتمد اتصالات الهاتف المحمول على المبدأ الأساسي للاتصالات الهاتفية من توصيل اثنين من المستعملين عن بعد من خلال معدات الشبكة الخاصة بالمشغل القادر على التحكم بالخدمة، ولكن على النظير من الهواتف الثابتة في شبكة الهاتف المحمول ليست الأسلاك النحاسية أو الألياف الضوئية، ولكن الإرسال اللاسلكي هو الذي يوفر الرابط النهائي.

يتصل الهاتف المحمول للمستعمل من خلال الهواء بهوائي المحطة الأساسية “base station” والذي بدوره يرتبط بالبديل المركزي للمشغل وهو جهاز كمبيوتر، كما يؤدي هذا إلى توجيه الاتصال إلى الطرف المقابل على الشبكة الثابتة أو عبر محطات قاعدة أخرى، وللتواصل يجب أن يكون المستخدم المتنقل ضمن نطاق المحطات القاعدية.

وهذا له نطاق محدود ولا يغطي سوى مساحة صغيرة حوله تسمى “الخلية” ومن هنا جاء الاسم البديل “للشبكات الخلوية” الذي يستخدم غالباً لشبكات المحمول، كما أنّه لتغطية أقصى مساحة والتأكد من أنّ المستخدمين قادرون دائماً على الاتصال، ينشر المشغلون آلاف الخلايا وكل منها مزود بهوائيات ممّا يضمن تداخل خلاياهم وبالتالي لا يفقدون الموقع الحالي للمستخدمين أبداً.

يقوم حجم الخلية على الكثير من المعلمات مثل نوع المحطات الأساسية المستعملة والتضاريس أي السهول والجبال والوديان وما إلى ذلك، وموقع التثبيت أي المناطق الريفية أو الحضرية والكثافة السكانية وحجم الخلية محدود أيضاً بنطاق الهاتف المحمول، والذي يجب أن يكون قادراً على عمل رابط الإرجاع.

والأهم من ذلك أنّ سعة الإرسال للمحطات الأساسية محدودة ولا يمكنها التعامل إلّا مع عدد معين من المكالمات المتزامنة، وهذا هو السبب في أنّ الخلايا في المناطق الحضرية، حيث تكون الكثافة السكانية عالية وهناك عدد كبير من الاتصالات تميل إلى أن تكون عديدة وصغيرة، وعلى بعد مئات أو حتى عشرات الأمتار فقط وفي المناطق الريفية، حيث تكون الكثافة السكانية أقل بكثير يكون حجم الخلية أكبر بكثير وأحياناً يصل إلى عدة كيلومترات ولكن نادراً ما يتجاوز أكثر من عشرة كيلومترات.

من المهم التأكيد على أنّ تقليل قوة الإشارة المنبعثة من المحطات القاعدية يقلل بدوره من تغطية الخلايا، وبالتالي فإنّ تحسين قدرة الشبكة على إجراء المكالمات الصوتية أو نقل البيانات ينطوي بالضرورة على زيادة عدد المحطات الأساسية.

ما هي أنواع الشبكات الخلوية

1- الجيل الأول “1G”

“1G” تعني الجيل الأول وكانت أول تكرار للتقنية الخلوية اللاسلكية، كما تأسست شبكة “1G” في الثمانينيات وقدمت معايير الاتصالات التماثلية وكانت الشكل الأول لاتصالات الهاتف المحمول، وعلى الرغم من استخدام “1G” للإشارات الرقمية لتوصيل أبراج الراديو ببقية النظام، إلّا أنّ المكالمة الصوتية كانت تماثلية بحتة حتى إدخال نظام “2G” ممّا جعل “1G” قديمة جداً.

2- الجيل الثاني 2G

في عام 1991م تم إطلاق شبكة “2G” واستبدال نظام “1G” بإدخال تشفير رقمي للمكالمات الصوتية كما قدمت خدمات البيانات الأولى والرسائل النصية القصيرة، ومع ذلك كانت سرعات البيانات لا تزال منخفضة للغاية ولم يكن الوصول إلى الإنترنت ممكناً بعد.

في أوروبا، لا تزال العديد من التقنيات القائمة على “GSM” تستفيد من شبكة “2G” ولكن هذا ليس صحيحاً في أي مكان آخر، كما قامت العديد من البلدان مثل أستراليا ونيوزيلندا بإيقاف تشغيل شبكات الجيل الثاني الخاصة بها بالفعل وسيتبعها العديد من الدول الأخرى، وهناك مجال كبير من الجدل حول ما إذا كانت أوروبا ستتبع اتجاه إيقاف تشغيل شبكة “2G” عندما لا تزال العديد من الأجهزة تعتمد عليها بشكل كبير.

• “GSM” هي اختصار لـ “Global System for Mobile”.

3- الجيل 2.5G

عندما قدمت “2G” خدمات البيانات الأولى أدرك المستخدمون بسرعة أنّهم يريدون كل من الصوت والبيانات، حيث كان الانتقال إلى شبكة قادرة على البيانات بالكامل يستغرق بعض الوقت ولذا تم إنشاء شبكة “2.5G” كتقنية وسيطة، وكان هذا يُعرف أيضاً باسم خدمة راديو الحزمة العامة “GPRS” ويسمح بتبديل الحزم الذي كان أكثر ملاءمة للوصول إلى الإنترنت.

• “GPRS” هي اختصار لـ “General Packet Radio Service”.

4- الجيل الثالث 3G

تم تطوير شبكة الجيل الثالث “3G” لتلبية الطلب أخيرًا على خدمة قادرة على نقل البيانات بشكل كامل كما يعمل على تحسين معدل البيانات لكل من الوصول الصوتي، والمحمول مع تدفق الصوت والصوت المحسن، كما تم أيضاً تقديم ميزات أخرى مثل مؤتمر الفيديو وإنشاء تجربة أفضل ليس فقط على الهواتف المحمولة ولكن أيضاً على الأجهزة الأخرى التي تعمل بنظام “GSM”.

5- الجيل الرابع 4G

يُعرف أيضاً باسم تطور طويل الأمد “4G LTE” ويوفر هذا النوع من الشبكات الخلوية معدل بيانات وجودة أفضل من شبكة “3G” السابقة، كما كان الهدف من “4G” هو تقديم معدلات بيانات لا تقل عن “100 ميجابت في الثانية”، ومع ذلك أدت الاختلافات في نشر “4G” إلى نقص التغطية في بعض المواقع وبالتالي ستظل تشهد انخفاضاً في أجهزة “4G” إلى “3G” و”2G” لبعض الميزات.

يمكن ملاحظة ذلك بشكل شائع عند إجراء مكالمات صوتية، وفقط بعد النشر الأولي لـ “4G” تم اكتشاف أنّ إرسال الصوت عبر “LTE” سيؤدي إلى جودة أفضل، كما تُعرف أيضاً باسم الاتصال عالي الدقة أو الاتصال عالي الوضوح ويُعرف هذا التطور باسم “VoLTE”.

كما يتوفر أيضاً هناك العديد من الخيارات عندما يتعلق الأمر بشبكات الاتصالات ولا تزال شبكات “2G” و”3G” مستخدمة على نطاق واسع لأجهزة “GSM” وقد ثبت أنّها تقنية موثوقة، كما يوفر “4G” تحسيناً في سرعات البيانات وجودة الصوت ومع ذلك لا تزال هناك حاجة لتوسيع تغطيتها قبل أن يتم دمجها في جميع الأجهزة.

• “VoLTE” هي اختصار لـ “Voice over Long Term Evolution”.

• “LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.