يتم تحقيق السرعة المتزايدة جزئيًا باستخدام موجات راديو ذات تردد أعلى من الشبكات الخلوية السابقة.[2] ومع ذلك، فإن موجات الراديو ذات التردد العالي لها نطاق فيزيائي مفيد أقصر، مما يتطلب خلايا جغرافية أصغر. للخدمة الواسعة، تعمل شبكات الجيل الخامس على ما يصل إلى ثلاثة نطاقات تردد، منخفضة ومتوسطة وعالية.[2][5] ستتكون شبكة الجيل الخامس من شبكات تصل إلى ثلاثة أنواع مختلفة من الخلايا، كل منها يتطلب تصميمات محددة للهوائي، يوفر كل منها مقايضة مختلفة لسرعة التنزيل مقابل المسافة ومنطقة الخدمة. تتصل الهواتف المحمولة والأجهزة اللاسلكية التي تدعم التقنية بالشبكة من خلال هوائي بأعلى سرعة داخل النطاق في موقعها.
تستخدم شبكة الجيل الخامس منخفضة النطاق نطاق تردد مشابهًا للهواتف المحمولة من الجيل الرابع، 600-850 ميجاهرتز، مما يمنح سرعات تنزيل أعلى قليلاً من الجيل الرابع، ما يقارب 30-250 ميجابت/ثانية.[5] الأبراج الخلوية منخفضة النطاق لها نطاق ومنطقة تغطية مماثلة لأبراج الجيل الرابع. تستخدم شبكة الجيل الخامس متوسطة النطاق الموجات الدقيقة من 2.5 إلى 3.7 جيجاهرتز، مما يسمح بسرعات تتراوح من 100 إلى 900 ميجابت/ثانية، حيث يوفر كل برج خلوي خدمة تصل إلى عدة أميال في دائرة نصف قطرها. هذا المستوى من الخدمة هو الأكثر انتشارًا، ويجب أن يكون متاحًا في معظم المناطق الحضرية في عام 2020. بعض المناطق لا تطبق النطاق المنخفض، مما يجعل هذا المستوى الأدنى للخدمة. يَستخدم الجيل الخامس عالي النطاق ترددات من 25 إلى 39 جيجاهرتز، بالقرب من الجزء السفلي من نطاق الموجة المليمترية، على الرغم من أنه قد يتم استخدام ترددات أعلى في المستقبل. فغالبًا ما يحقق سرعات تنزيل في نطاق جيجابت في الثانية، والذي يمكن يمكن مقارنته بالإنترنت عبر الكابل. ومع ذلك، فإن موجات المليمتر[6] (mmWave أو mmW) لها نطاق محدود أكثر، متطلبة العديد من الخلايا الصغيرة.[7] تعاني الموجات مشكلة في المرور عبر بعض أنواع المواد مثل الجدران والنوافذ. ونظرًا لارتفاع تكلفتها، فإن الخطط تهدف إلى نشر هذه الخلايا فقط في البيئات الحضرية الكثيفة والمناطق التي تتجمع فيها حشود من الناس مثل الملاعب الرياضية ومراكز المؤتمرات. السرعات المذكورة أعلاه هي تلك التي تم تحقيقها في الاختبارات الفعلية في عام 2020، ومن المتوقع أن تزداد السرعات أثناء بدء التشغيل.[5]
اتحاد الصناعة الذي يضع معايير الجيل الخامس هو مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP).[8] يعرّف أي نظام يستخدم برنامج الجيل الخامس NR (الجيل الخامس New Radio) على أنه «الجيل الخامس»، وهو تعريف دخل حيز الاستخدام العام بحلول أواخر عام 2018. يتم تحديد المعايير الدنيا من قبل الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU). في السابق، احتفظ البعض بمصطلح الجيل الخامس للأنظمة التي توفر سرعات تنزيل تبلغ 20 جيجابت / ثانية كما هو محدد في وثيقة IMT-2020 الخاصة بالاتحاد.
بقلم/احمد عبد الغفار محمد ابو بكر
