كيف سيؤثر تعميم تقنية 5G على إنترنت الأشياء في عام 2023؟

بحلول عام 2025 ، سيتوسع عدد نقاط نهاية إنترنت الأشياء (IoT) أو "الأشياء" من بضعة ملايين إلى أكثر من 55 مليارًا. سيكون نمو شبكات 5G من بين أهم العناصر التي تؤدي إلى هذا التوسع.

يُعد الإدخال الوشيك لـ 5G ، أو الجيل الخامس من الاتصال الخلوي المحمول ، خبرًا رائعًا لسوق إنترنت الأشياء. ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن شبكات 5G ستعزز بشكل كبير أداء وموثوقية هذه الأجهزة المترابطة.

ماذا يعني 5G لإنترنت الأشياء؟

5G أو الجيل الخامس اللاسلكي هو أحدث إصدار من التكنولوجيا الخلوية ، وهو مصمم لتحسين استجابة وسرعة الأجهزة اللاسلكية بشكل كبير.

وضع الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) إرشادات دنيا لتقنية جديدة ، والتي قام مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP) بتعريفها وتوحيدها.

بينما ركز الإصدار القياسي الأولي لشبكة 5G ، الإصدار 15 من 3GPP ، على ترقية النطاق العريض للأجهزة المحمولة (eMBB) لتوفير سعة أكبر ، وإنتاجية أسرع ، وتقليل زمن الوصول ، فقد حدد أيضًا الأساس التقني لراديو 5G الجديد (NR) الذي سيكون بمثابة منصة لـ التطورات المستقبلية.

في تحديث مواصفات 5G التالي ، 3GPP الإصدار 16 ، حدثت دفعة قوية لتوسيع مدى وصول 5G إلى قطاعات أخرى - عن طريق إضافة ميزات جديدة. يوفر الإصدار 16 اتصالات محسنة فائقة الموثوقية بزمن انتقال منخفض (eURLLC) للتأخيرات بالمللي ثانية ، والشبكات الحساسة للوقت (TSN) التي تتيح اتصالات محددة التوقيت ، بالإضافة إلى الطيف غير المرخص (NR-U) مع مساعدة الشبكة الخاصة لمزيد من عمليات النشر المرنة.

يقدم الإصدار 16 أيضًا تحديد الموقع الجغرافي 5G عالي الموثوقية ، والذي يكمل خدمات الموقع الحالية مثل GNSS ويتيح مجموعة متنوعة من حالات استخدام 5G IoT مثل تتبع الأصول.

ستعمل 5G أيضًا على ربط المليارات من أجهزة إنترنت الأشياء ذات التعقيد المتواضع بشكل فعال ، مثل أجهزة الاستشعار البيئية وعدادات المرافق. عادةً ما تكون أجهزة إنترنت الأشياء هذه متحملة للتأخير ومنخفضة التعقيد وموفرة للطاقة.

بينما بدأ الإصدار 16 في التعامل مع متطلبات إنترنت الأشياء في أي من عقد المهام الحرجة هذه ذات الأداء العالي جدًا (على سبيل المثال ، IIoT) وأقل قدر من التعقيد (على سبيل المثال ، NB-IoT) ، هناك مجموعة واسعة من حالات استخدام إنترنت الأشياء بينهما. رداً على ذلك ، يقدم الإصدار 17 من 3GPP 5G NR-Light ، والذي سيوفر كفاءة جديدة للأجهزة ذات التعقيد المنخفض ، مثل الكاميرات الصناعية والأجهزة القابلة للارتداء والهواتف الذكية ذات المستوى المبدئي.

فوائد استخدام أجهزة إنترنت الأشياء في شبكة خلوية 5G

يوفر 5G اتصالات أسرع وأكثر موثوقية وأكثر أمانًا ، مما يدفع تطوير السيارات المستقلة والشبكات الذكية للطاقة المتجددة والروبوتات التي تدعم الذكاء الاصطناعي للنشر في أرضيات المصنع. إنه يطلق العنان لنظام إيكولوجي واسع لإنترنت الأشياء حيث يمكن للشبكات أن تخدم مليارات الأجهزة المرتبطة مع عرض النطاق الترددي المناسب وزمن الانتقال ومقايضات الأسعار. دعنا نفحص هذه المزايا بمزيد من التفصيل:

1. تمكين تبادل البيانات عالي السرعة بين الأجهزة

تعتمد ربحية أي تطبيق لإنترنت الأشياء في النهاية على وظائفه ، والتي يتم تحديدها من خلال مدى سرعة اتصاله بالعديد من أنظمة Iot الأخرى والأجهزة اللوحية والهواتف والتكنولوجيا في شكل موقع الويب أو التطبيق الخاص به وأنواع البرامج الأخرى. مع 5G ، سترتفع معدلات نقل البيانات بشكل كبير. تشير التقارير إلى أن 5G ستكون بالفعل أسرع بعشر مرات من شبكات LTE. سيمكن هذا التحسن في السرعة أجهزة إنترنت الأشياء من التحدث وتبادل البيانات بسرعة أكبر من أي وقت مضى.

2. جعل الشبكات أكثر موثوقية

بالإضافة إلى توفير اتصالات أسرع ، ستعمل شبكات 5G بشكل أكثر اتساقًا ، مما يؤدي إلى مزيد من الأمان والموثوقية. تعد ظروف الشبكة التي يمكن الاعتماد عليها والمستقرة أمرًا بالغ الأهمية لأي إنترنت الأشياء ، ولكن بشكل خاص لأنظمة المراقبة التي تعتمد على التحديثات في الوقت الفعلي ، مثل أنظمة الأمان وكاميرات المراقبة والأجهزة المتصلة الأخرى. سيستمتع المستخدمون بالاعتمادية المتزايدة لمختلف الأجهزة المتصلة نتيجة لقدرة شبكة 5G على دعم الأجهزة المتصلة الإضافية.

3. تحسين تجربة المستخدم مع زمن انتقال أقل

الكمون هو الفاصل الزمني الموجود قبل اكتمال الإجراء والاستجابة اللاحقة له. على سبيل المثال ، الوقت المستغرق من النقر فوق الارتباط إلى موقع ويب والمتصفح الذي يعرض هذا الموقع. ستعمل شبكات 5G على تقليل زمن الوصول إلى حد كبير ، مقارنةً بشبكات 4G LTE. تشير إحدى التجارب إلى أنه قد يكون أقل من 5 مللي ثانية. سيسمح زمن الانتقال المنخفض هذا بالشبكات في الوقت الفعلي ، والتي ستدعم التطبيقات الجديدة مثل إنترنت الأشياء (IoT) والذكاء الاصطناعي (AI).

4. دعم تطبيقات إنترنت الأشياء الضخمة

ستوفر 5G نطاقًا تردديًا واسعًا وقدرة أكبر تصل إلى 1000 مرة من 4G. سيكون قادرًا على توصيل العديد من الأجهزة التي تدعم الإنترنت ، مثل الهواتف الذكية وأجهزة الاستشعار وأجهزة إنترنت الأشياء (IoT) ، وإدارة العديد من التطبيقات عالية الطلب في وقت واحد. نظرًا لتكاليفه المنخفضة وكفاءته في استخدام الطاقة والتغطية التي يمكن الاعتماد عليها ، فإنه يسمح بالنشر على نطاق واسع لمعدات أكثر إنتاجية وسهلة الاستخدام.

5. تجزئة استخدام إنترنت الأشياء من خلال تقطيع الشبكة

يتيح 5G تثبيت الشبكات الافتراضية ، والتي يشار إليها غالبًا باسم تقسيم الشبكة ، والتي تمكن المستخدمين والمصنعين من تقديم اتصالات مخصصة. يساعد تحديد أولويات الاتصالات وضبط فترات الاستجابة على ضمان مرونة الشبكة في حالة التحميل الزائد أو الكوارث. في المستشفى ، على سبيل المثال ، قد يتم بناء الشبكة لتحديد أولويات الاتصالات الموجودة بين الجراحين والروبوتات ، على عكس الاتصالات المستخدمة من قبل المرضى. وبالتالي ، يمكن حماية اتصالات الطوارئ حتى عندما تكون الشبكة بأقصى طاقتها.

أهم حالات استخدام إنترنت الأشياء لـ 5G في عام 2023

في عام 2023 ، سيحدث تعميم شبكات الجيل الخامس أكبر فرق في المجالات التالية لتطبيق إنترنت الأشياء:

1. البيوت الذكية والمدن الذكية

أصبحت المنازل الذكية وأدوات إنترنت الأشياء المتزامنة مع الهاتف والساعة وتطبيقات اللياقة البدنية في غاية الغضب الآن. مع الاعتماد الحالي على إنترنت الأشياء الخلوي على نطاق واسع ، سيبدو مستقبل 5G مختلفًا بشكل كبير خلال 20 عامًا. ستكون هناك عمليات نشر واسعة النطاق للمركبات ذاتية القيادة وأتمتة خدمات المرافق مثل إدارة القمامة. من أجل تقليل انبعاثات غازات الدفيئة والتلوث ، سيكون هناك أيضًا زيادة في استخدام الشبكات الذكية والمراقبة البيئية.

2. الشبكات الذكية وعمليات المرافق

اليوم ، الطلب على الطاقة مستمر في الارتفاع. الشبكات الذكية ومحطات الطاقة الافتراضية هي الحلول التكنولوجية لهذه المشكلة .. تتيح تقنية 5G دمج الإدارة في الوقت الفعلي وأتمتة الشبكات الكهربائية الذكية. بمجرد أن نبدأ في تحديد المشكلات على الفور وتقديم الحلول ، سيتم أيضًا تبسيط الصيانة.

عند مقارنتها بالبدائل السلكية ، تتمتع 5G بمعدلات انتشار أسرع وتكاليف أقل ، وبالتالي فهي مقبولة على نطاق واسع. وبالتالي ، يقوم مشغلو المرافق تدريجيًا بدمج أجهزة استشعار وأنظمة تحكم ومصادر طاقة متجددة جديدة في شبكاتهم.

3. الأمن القومي والمراقبة بالفيديو

المراقبة بالفيديو هي تطبيق إنترنت الأشياء آخر يركز على 5G ومن المتوقع أن يزدهر. في ضوء التطورات العالمية الأخيرة ، فإن الحكومة مستعدة للاستثمار في المراقبة العامة والتدابير الأمنية. تعتمد أنظمة المراقبة بالفيديو حاليًا على الاتصال السلكي ، ولكن قد يؤدي إدخال الشبكات اللاسلكية إلى تسريع التثبيت وتقليل التكاليف ، مع تحسين الاتصال والأداء مقارنةً بالأنظمة السلكية.

خاتمة

يتم نشر 5G ، وهي تقنية عالمية ، بشكل مستمر باستخدام معايير 3GPP الدولية. تم إنشاؤه لضمان التوافق والدعم لإنترنت الأشياء ، ولا يزال يتطور مع التحسينات المستمرة للمعايير المتفق عليها. بالإضافة إلى دعم 4G لإنترنت الأشياء ، سيعطي الإصداران 15 و 16 من معايير 3GPP دعمًا إضافيًا لأجهزة إنترنت الأشياء بخصائص 5G ، مثل الأمان الفائق والاعتمادية ، وزمن انتقال منخفض.

ستساعد التطورات الإضافية لشبكات الجيل الخامس ، مثل تقطيع الشبكات ، والشبكات الآمنة ، ونواة الجيل الخامس ، في تحقيق رؤية شبكة إنترنت الأشياء العالمية القادرة على دعم مجموعة واسعة من الأجهزة المتصلة. من المقرر أن تبدأ هذه العملية بأكملها في عام 2023 ، مع التعميم السريع لشبكة الجيل الخامس واعتماد إنترنت الأشياء المتزايد.