Posted in Wireless IOT

IOT over 5G



 

من المنتظر في 2020 ان شاء الله أن يتم اطلاق الجيل الخامس من الشبكات اللاسلكية 5G و الذي سيقوم بدعم كامل لخدمات IOT و Fog Computing

سيكون الجيل الخامس داعمل لكل بروتوكلات الشبكات و سيقودنا الي مرحلة حيث لن يكون هناك فرق بين شبكات الكمبيوتر و شبكات الإتصالات و شبكات التحكم و سيتم عمل دمج كامل أو كبير بينهم بشكل اكبر مما نراه في شبكات الجيل الرابع

هذا الجيل الجديد يعتمد أساسا علي التطور في تقينات الشبكات مثل الحوسبة السحابية Cloud و وظائف الشبكة الافتراضية NFV – Network Functions Virtualization و البرمجة الشبكية  SDN و الجيل الخامس و ما يليه من الشبكات اللاسلكية 802.11ac و انترنت الأشياء IOT و غيرها

هذا الجيل ان اعتبرناه جيل من أجيال شبكات الإتصالات Telecommunication فإننا بهذا التعبير نقول أنه قد سبقه أربع أجيال كل منها يعتبر طفرة ثورية في أيامها في سعة المستخدمين و التقنيات المدعومة و مدي اقترابه من بروتوكولات الإنترنت أولهم 1 G و الذي كان مخصصا للإتصالات الهاتفية فقط مستخدما الترميز التناظري analog تلاه 2 G و الذي بدأ في استخدام الاتصالات الرقمية و نقل النصوص و الرسائل ثم 3G و المسمي GSM و الذي حقق طفرة من خلال دعم كبير للإنترنت ثم من 2015 بدأ مع الجيل الرابع 4 G و المسمي LTE و الذي بدأ خطوة الإنتقال الي الاتصالات الشبكية علي أساس بروتوكلات الإنترنت مهيئا الطريق للجيل الخامس الذي سيدعم بشكل كامل بل سيندمج بشكل كامل مع بروتوكولات الإنترنت IP لينطلق بنا في عالم انترنت الأشاء IOT

 

و من المعروف أن اجيال شبكات الإتصالات يتم تحديثها و ترقيتها كل عشر سنوات فقد بدء الجيل الأول للإتصالات في 1981 ثم تلاه الجيل الثاني في 1992 ثم ظهر الجيل الثالث في 2001 ثم عاصرنا جميعا بدء الجيل الرابع في 2011

في كل جيل من شبكات الإتصالات تحدث عدة تحسينات و ترقيات تزيد من انتاجية الإتصال throughput و تحسينات للطاقة مما يعطي دعم عمر أكبر لبطاريات الأجهزة مع تغطية أكبر

و تعتبر مؤسسة  International Mobile Telecommunications-2000 (IMT-2000) هي التي علي عاتقها تطوير هذه الأجيال

0G Networks


انه البداية الأولي لشبكات الإتصالات المتحركة Mobile و لكنها اتصالات غير خلوية not cellular و تسمي ما قبل الخلوية pre-cellular ثم تطورت حتي أصبحت الإتصالات تتم عبر الأقمار الصناعية و كانت الهواتف مرتبطة بالسيارات و ذلك في بداية تسعينات القرن العشرين

Analog cellular networks – 1G


هو البداية الحقيقية للإتصالات الخلوية الا انها كانت شبكات تناظرية Analog تستخدم تقنيات FDM frequency division multiplexing و لم تكن تدعم تقنية Roaming اي عند الخروج من نطاق برج الإتصال ينقطع الإتصال

بداية هذا الجيل كانت في ثمانينات القرن العشرين و لم يكن آنذاك تستخدم تقنيات تشفير و كانت جودة الصوت ليست بذاك و لم يتعد معدل نقل البيانات 9.6kbps

Digital cellular networks – 2G


هو الجيل الأكثر شهرة في عالم الإتصالات الخلوية و يغلب عليه مصطلح GSM Global System for Mobility و هو الجيل الأول الذي اعتمد علي تقنيات رقمية Digital مثل TDMA (Time Division Multiple Access) و CDMA Code Division Multiple Access) و الذي دعم نقل بيانات DATA بسرعة 9.6 Kbytes/sec

2.5G (GPRS) Network


كما من اسمه فإنه يعتبر كتحسينات للجيل السابق فتم رفع معدل التدفق الي 144 kbps و يعنتبر هذا الجيل هو الإنطلاقة لتقنيات GPRS, EDGE , CDMA 2000

و يعتبر ادخال خدمة نقل الرسائل النصية SMS (short messaging service) هو الحدث الأكثر شعبية في هذا الجيل

2.75G (EDGE) Network


لازلنا في الجيل الثاني و تعديلاته و ذلك بتحديث معدل نقل البيانات الي 180kbps

Mobile broadband data – 3G


انه الجيل الذي عاصرناه و الذي بدانا معه التعامل مع الهواتف الخلوية مع بداية القرن الحالي و يسمي UMTS universal mobile telecommunications service في الولايات المتحدة أو WCDMA في باقي دول العالم و هو جيل حسن معدل نقل البيانات الي ثلاثة اضعاف و لذلك فإنه يسمي أحيانا 3GSM أو  Tri-Band 3G

3.5G NETWORK HSDPA


هو جيل تحسيني للجيل الثالث و لذلك يسمي 3G+ NETWORK و تم زيادة معدل نقل البيانات ما بين 7.2 و  14.4 Mbpsمما دعم تحميل ملفات لم نكن نستطيع تحميلها في السابق و لذلك فإنه يسمي أيضا و هو الجيل الذي دعم الإتصال بالإنترنت عبر شبكات الموبايل و كذلك مكالمات الفيديو HSDPA (3.5G)

Native IP networks – 4G


هل تدرك الفرق بين كابلات UTP و كابلات fiber , انه “نسبيا” الفرق بين الأجيال السابقة و هذا الحيل من ناحية السرعة و QOS حيث تصل سرعة التدفق من 100 Mbps  الي 1Gbps  مقارنة بسرعة 3G و يسمي هذا الجيل بجيل 4G LTE دامجا خصائص mobile WiMAX مع تقنيات Long term evolution (LTE)

انه هو الجيل الرابع من الإتصالات الخلوية “الموبايل” و الذي يدعم الولوج الي الإنترنت من نوع mobile ultra-broadband Internet access و ذلك بإستخدام شرائح SIM المستخدمة في الهواتف أو USB wireless modems كذلك دعم تحسينات هائلة في الولوج للإنترنت و , IP telephony و Cloud Computing و video conferencing و ذلك بإستخدام تقنيات مثلOFDM orthogonal frequency division multiplexing)

5G Networks 


مصطلح 5G عبر عن الجيل الخامس من شبكات الإتصالات اللاسلكية الخليوية و التي يطلق عليها 5

the generation mobile networks أو 5the generation wireless systems و هو التطوير المنتظر لشبكات الإتصالات خلال نهاية العقد الحالي في 2020

و من اهم التحسينات زيادة المدي الترددي bandwidth للقنوات المستخدمة 1G up to 30 kHz, 2G up to 200 kHz, 3G up to 5 MHz, 4G up to 40 MHz)

 

الوصول للجيل الخامس


عندما نتكلم دائما عن تقنية أو بروتوكول أو معيار جديد فإننا سنتكلم عن ثلاث جهات الأولي هي الهيئة المعتمدة للبروتوكول و هي

التي توحد خصائص هذا المعيار مثل IEEE أو ITU ثم تقوم رابطة متخصصة في هذا المعيار و محتوية علي العديد من الجهات المتخصصة في تطوير و تصنيع هذا المعيار بتحويله الي تقنية قابلة للإستخدام مثل رابطة الواي فاي أو البلوتوث

الجهة الثالثة هي المصنعون vendors و هو الشركات المصنعة التي تأخذ هذه المواصفات و تقوم بتصنيع أجهزتها بناء علي هذه المواصفات مثل سيسكو و أفايا و جونيبر و هواوي

في عالم 5G المسؤل الأول هو الاتحاد الدولي للاتصالات International Telecommunication Union و هو يقوم بتقييس أنظمة الاتصالات و الإنترنت و توحيد مواصفاتها الزاما و المسؤل الثاني هو رابطة أو الاتحاد الدولي للإتصالات المتقدمة IMT-2020 (5G) Promotion Group و هو المختص بالإطلاق الرسمي للمواصفات في 2020 و متابعة الشركات و المواصفات و المسؤل الثالث هو المصنعون مثل سيسكو و اريكسون و نوكيا و غيرها

هذا الترتيب ليس الزامي فقد تبدأ سيسكو مثلا في مؤسساتها البحثية بتطوير تقنية ما ثم تقوم بمشاركة ما فعلته مع مؤسسة الوايفاي و تقود التطوير مع أكثر من شركة و تقوم بتصنيع أجهزتها بناء علي ما أنتجته و في النفس الوقت يحاول IEEE بتوحيد هذه المواصفات عبر اللحاق بهم و اطلاق مواصفات ابتدائية تسمي بالمسودة draft ثم تطلق المواصفات النهائية ملزمة لجميع الشركات للعمل بها كما حدث في ieee 802.11ac

أي أن الشركات المصنعة لا تنتظر حتي يتم بشكل رسمي اطلاق النسخة الننهائية من مواصفات تقنية ما و هذا ما حدث بالضبط مع الجيل الخامس مشبعة رغبات عملائها في تجربة هذه التقنية قبل 2020 أو علي الأٌقل الإيعاز لمؤسساتها البحثية في بدء تطوير أنظمتها و أجهزتها استعدادا لهذا الأمر

 

 

Terabit Ethernet

“next rate”

سؤال انشائي يسأله المختصون و المستخدمون عندما يصلهم الجديد في السرعات و معناه بالمصري ” هو ايه بعد كده”

فمن المفترض بعد سرعة 100 GBps المسمي بمعيار 802.3ba standard و التي وصلت اليها التكنولوجيا أن يكون مشبعا لطموح أهل الشبكات الا أننا دائما بعد أي تقنية جديدة نسأل نفس هذا السؤال

و كانت الإجابة سريعة

“Sorry, everybody: terabit Ethernet looks like it will have to wait a while longer.

هذا ما كتبه بعضهم كي لا يتحمس الكثيرون لإنتظار هذا الجيل الخارق من سرعات الشبكات ربما سيأخذ وقتا طويلا أكثر مما نظن و ربما لن يحدث في حياتنا

و Terabit Ethernet أو 1TbE هو مصطلح يستخدم لوصف السرعة القادمة المأمولة في عالم الشبكات و التي تتخطي أقصي ما وصل اليه الإنسان الآن و هو السرعة 100 Gigabit Ethernet

الأمر يحظي باهتمام جدي لموفري الخدمة و مطوري خدمات الإنترنت و عمالقة مواقع التواصل و البحث مثل جوجل و فيس بوك

انهم يخططون للوصول الي ملامح هذه السرعة في 2015 و ذلك لتغطية اتصال ما يقرب من 15 مليار جهاز سيتصل بالإنترت الا أن الأمر قد يستغرق عمل أبحاث و اختبارات و تطوير الي 2020 و بذلك سيصاحب ربما انطلاقة الجيل الخامس من شبكات الإتصالات الخليوية اللاسلكية

الأبحاث تشير الي أن أن المرحلة الأولي ستظهر بسرعة 400 GBps و ذلك باستخدام محولات لـ 16 خط فايبر قيمة كل منها 25G يتم دمجهم للوصول للسرعة المطلوبة و ذلك مثلما يتم في 100 GBpsكما تري في الشكل

 


 

نادر المنسي

محاضرات عن IOT over Wireless

Advertisements

الكاتب:

مهندس عربي يطمح و يساعد في الرقي بالمحتوي العربي للتكنولوجيا عبر ترجمة و اعداد مقالات و كتب علمية في مجال الشبكات و الإتصالات السلكية و اللاسلكية

اترك رد

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   /  تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   /  تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   /  تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   /  تغيير )

w

Connecting to %s