تاريخ الاتصالات اللاسلكية – حتى تكنولوجيا 5G

تاريخ اللاسلكي
كان أول شكل من أشكال الاتصال هو إشارات الدخان. تم استخدام هذه من قبل الأمريكيين الأصليين والشعوب الأصلية الأخرى للتواصل عبر مسافات طويلة. يمكن إرجاع تاريخ الاتصالات اللاسلكية إلى أواخر القرن التاسع عشر عندما بدأ العلماء بتجربة الموجات الكهرومغناطيسية. اكتشف تاريخ الاتصالات اللاسلكية ، والتقدم من شفرة مورس إلى تقنية 5G خلال العقود الماضية.

بدأ تاريخ الاتصالات اللاسلكية في القرن التاسع عشر بالتنبؤ النظري للموجات الكهرومغناطيسية بواسطة جيمس كلارك ماكسويل في ستينيات القرن التاسع عشر. بعد عقدين من الزمان ، تم إثباته تجريبياً بواسطة Heinrich Hertz في عام 1888.

بدأت التطبيقات الواقعية للاتصالات اللاسلكية خلال نهاية القرن التاسع عشر مع اختراع أول جهاز اتصال لاسلكي في العالم وبدأت تطورًا في التكنولوجيا.

شيفرة مورس

بدأ الشكل الأول للتواصل بعد اختراع شفرة مورس بواسطة صامويل إف بي مورس في ثلاثينيات القرن التاسع عشر. يستخدم أطوال إشارة مختلفة لتشفير الأحرف المعروفة باسم “نقطة” و “شرطة” (مع نقطة – أقصر وشرطة – مدة أطول للإشارات). سيتم إرسال هذه الرسالة المشفرة عبر وسيط سلكي وسيتم تفسيرها عند الطرف المستقبل من قبل شخص بمجرد الاستماع إلى التسلسل المستلم.

تاريخ الاتصالات اللاسلكية
تؤدي قيود القنوات السلكية للاتصالات بعيدة المدى إلى مواصلة التجارب على الوسائط اللاسلكية لتبادل المعلومات. في النهاية ، يدفع المهندسين والمخترعين لتطوير طريقة فعالة للاتصال باستخدام التكنولوجيا اللاسلكية.

1890 – أول اتصال لاسلكي
التلغراف اللاسلكي

اخترع المهندس الإيطالي Guglielmo Marconi أول نظام تلغراف لاسلكي في عام 1896. أظهر جهازًا تم تطويره حديثًا عن طريق إرسال إشارات لاسلكية عبر المحيط الأطلسي واستقبلها بنجاح.

قام ماركوني بتحسين تلغرافه بشكل أكبر وحمل 800 براءة اختراع لاسلكية. في وقت لاحق ، أثبتت هذه التكنولوجيا أهميتها في تاريخ الأحداث. استقبلت السفن القريبة إشارات استغاثة من غرق تيتانيك وتم إنقاذ 700 شخص. كان الشكل الأكثر فعالية لإشارات الاستغاثة خلال تلك الفترة الزمنية.

1900 – أول بث إذاعي
البث الإذاعي

تم قبول اختراع ماركوني من قبل العديد من المتحمسين للراديو وبدأ العديد من الأشخاص في تطوير أنواع مختلفة من أجهزة الإرسال اللاسلكي عبر الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا خلال أوائل القرن العشرين. في ديسمبر 1906 ، أرسل مجرب راديو كندي موسيقى ومحادثات لمدة ساعة واحدة ، وتمكن الناس من الاستماع باستخدام أجهزة الاستقبال اللاسلكية الخاصة بهم. كان هذا أول بث إذاعي.

1920s – أول راديو تجاري
البث الإذاعي التجاري

في المملكة المتحدة ، بدأ البث الإذاعي التجاري الأول في 15 يونيو 1920 بأغنية مغنية الأوبرا الأسترالية دام نيلي ميلبا على الراديو.

بدأ البث الإذاعي التجاري الأول في 2 نوفمبر 1920 بواسطة محطة KDKA (شركة Westinghouse Electric and Manufacturing Company في بيتسبرغ) في بيتسبرغ ، بنسلفانيا ، الولايات المتحدة. لهذا اليوم أهمية في تاريخ الولايات المتحدة ، كان بإمكان الناس سماع نتائج الانتخابات الرئاسية قبل قراءتها في الصحف.

بدأت أول محطة إذاعية عامة في أستراليا في 23 نوفمبر 1923.

في آسيا ، بدأ البث الإذاعي الأول في سيريلانكا (المعروفة سابقًا باسم سيلان) باسم راديو سيلان في عام 1923. وبدأ تشغيل الراديو عبر دول آسيوية أخرى مثل الهند في يونيو 1923 ، وآسيا الوسطى – الاتحاد السوفيتي في نوفمبر 1924 ، واليابان في عام 1923.

الثلاثينيات – تكنولوجيا الرادار والبث التلفزيوني
رادار

بدأ تطوير الرادار في الثلاثينيات من القرن الماضي ، مع عمل العديد من العلماء في العديد من البلدان. تم بناء أول نظام رادار تجريبي في إنجلترا عام 1935. كما طور العلماء الألمان رادارًا أثناء الحرب العالمية الثانية ، واستخدمت التكنولوجيا على نطاق واسع من قبل جميع الأطراف أثناء الصراع. بعد الحرب ، استمر تطوير الرادار للتطبيقات المدنية والعسكرية.

في الخمسينيات من القرن الماضي ، تم تطوير أنظمة الرادار لاستخدامها في مراقبة الحركة الجوية والتنبؤ بالطقس. اليوم ، يستخدم الرادار في مجموعة متنوعة من التطبيقات ، بما في ذلك الملاحة الجوية ، وتوجيه الصواريخ ، وإنفاذ القانون.

البث التلفزيوني

بدأ البث التلفزيوني التجاري الأول في الولايات المتحدة في 2 يوليو 1928. وقد استخدموا ترددات 1605 كيلوهرتز و 6420 كيلوهرتز في البداية وبعد ذلك في نطاق 2.0 إلى 2.1 ميغاهيرتز.

بدأ البث التلفزيوني غير التجريبي في ألمانيا عام 1935 وبعد ذلك بعام واحد في إنجلترا بواسطة هيئة الإذاعة البريطانية (بي بي سي).

البث التلفزيوني عبر الأقمار الصناعية

بي بي سي هي أول منظمة بدأت بث إشارات باستخدام الأقمار الصناعية في 25 يونيو 1967 ، بعد ثلاثة عقود من أول برنامج على الهواء.

الأربعينيات – خدمات الراديو عالية الجودة
بث راديو FM

كانت تقنية التعديل المستخدمة في الجيل السابق من البث الإذاعي هي تعديل السعة. جودة الصوت كانت رديئة

و تتأثر بشكل كبير بالتداخل والظروف الجوية مثل الطقس. نظرًا لأن الراديو كان الشكل الوحيد لوسائل الترفيه لملايين الأشخاص ، فقد تم تقديم تقنية أفضل مع جودة صوت محسنة.

استخدمت التقنية الجديدة تعديل التردد (FM) وبالتالي عُرفت لاحقًا باسم محطات راديو FM. بكلمات بسيطة ، FM هي تقنية لتغيير تردد إشارة الموجة الحاملة وفقًا لاتساع الإشارة الصوتية.

بدأت أول محطة FM تجارية مرخصة بالكامل البث في 1 مارس 1941 من ناشفيل ، تينيسي في الولايات المتحدة. في المملكة المتحدة ، بدأ البث FM بعد عقد من قبل بي بي سي في 2 مايو 1955.

الخمسينيات – أول الأقمار الصناعية ، برنامج الفضاء
الأقمار الصناعية

كان أول قمر صناعي على الإطلاق هو سبوتنيك 1 ، الذي أطلقته روسيا (المعروفة آنذاك باسم الاتحاد السوفيتي) في عام 1957. كان هذا الحدث التاريخي بمثابة بداية “سباق الفضاء” بين الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة. منذ ذلك الحين ، أصبحت الأقمار الصناعية جزءًا أساسيًا من حياتنا. يتم استخدامها لمجموعة متنوعة من الأغراض ، بما في ذلك الاتصالات والتنبؤ بالطقس والملاحة. لعب تطوير الأقمار الصناعية دورًا محوريًا في استكشاف الفضاء وتقدم العلوم والتكنولوجيا.

تم استخدام الجيل الأول من الأقمار الصناعية في المقام الأول للاتصالات والتلفزيون. كانت كبيرة وضخمة ، ولا يمكنها البقاء في المدار إلا لفترة زمنية محدودة.

السبعينيات – شبكات الهاتف المحمول ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
هاتف خلوي

تم تطوير أول هاتف خلوي في عام 1973 من قبل الدكتور مارتن كوبر من شركة موتورولا. تم إجراء المكالمة الأولى على نموذج أولي لهاتف Motorola في 3 أبريل 1973.

نظام تحديد المواقع العالمي

GPS ، أو نظام تحديد المواقع العالمي ، هو نظام ملاحة فضائي يوفر معلومات دقيقة عن الموقع والوقت للمستخدمين على الأرض. تم إطلاق أول GPS في عام 1978 ، وأحدث ثورة في الملاحة لكل من المستخدمين المدنيين والعسكريين. منذ ذلك الحين ، أصبح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أداة لا غنى عنها لكل شيء من الحصول على الاتجاهات إلى وجهتك التالية إلى تتبع تحركات الأصول والأفراد.

يستخدم GPS أيضًا في مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل المسح ورسم الخرائط والتوقيت. يتكون GPS الأصلي من 24 قمرا صناعيا في مدار حول الأرض. تنقل هذه الأقمار الصناعية إشارات تسمح لمستقبلات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بحساب موقعها بدقة. يمكن أن تكون أجهزة استقبال GPS محمولة باليد أو مركبة أو حتى مدمجة في الهواتف الذكية.

أصبح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في كل مكان بحيث يصعب تخيل الحياة بدونه. من الصعب تصديق أن أول نظام GPS تم إطلاقه منذ ما يزيد قليلاً عن 40 عامًا.

الثمانينيات – شبكات المحمول من الجيل الأول
كان الجيل الأول (1G) من شبكات الهاتف المحمول عبارة عن تقنية تمثيلية تم إطلاقها في الثمانينيات. كانت شبكة الهاتف المحمول من الجيل الأول بطيئة جدًا وفقًا لمعايير اليوم ، مع سرعات بيانات لا تتجاوز بضعة كيلو بت في الثانية (kbps). على الرغم من سرعات البيانات البطيئة ، إلا أن 1G كان بمثابة اختراق في ذلك الوقت لأنه سمح للأشخاص بإجراء مكالمات هاتفية ورسائل نصية من أي مكان تقريبًا.

التسعينيات – شبكات المحمول من الجيل الثاني ، Wi-Fi
كان الجيل الثاني (2G) من شبكات الهاتف المحمول عبارة عن تقنية رقمية تم إطلاقها في أوائل التسعينيات. زادت 2G من سرعات البيانات إلى بضع مئات من كيلوبت في الثانية وقدمت أيضًا ميزات جديدة مثل الرسائل النصية.

كان الجيل الرابع (4G) من شبكات الهاتف المحمول عبارة عن تقنية رقمية تم إطلاقها في عام 2010. زادت 4G سرعات البيانات إلى بضع عشرات من ميغابت في الثانية وقدمت ميزات جديدة مثل دفق الفيديو عالي الدقة (HD).

شبكة Wi-Fi

أدى ظهور الإنترنت إلى العديد من التطورات التكنولوجية ، أحدها هو Wi-Fi. تم الانتهاء من الجيل الأول من المعايير اللاسلكية (IEEE 802.11) في عام 1997 وتم إصداره في نفس العام. يسمح Wi-Fi للأجهزة بالاتصال بالإنترنت لاسلكيًا باستخدام موجات الراديو.

أصبحت هذه التقنية شائعة منذ إصدارها الأول ، حيث إنها تلغي الحاجة إلى الكابلات وتجعل الوصول إلى الإنترنت أكثر ملاءمة. تعتبر Wi-Fi واحدة من أكثر التقنيات شيوعًا والأكثر استخدامًا في جميع أنحاء العالم.

أحدث جيل من شبكات Wi-Fi قادر على توفير سرعة جيجابت في الثانية مع زمن وصول أقل وأمان عالي.

2000s – الإنترنت عبر الأقمار الصناعية ، شبكات الجيل الثالث
الإنترنت عبر الأقمار الصناعية

أحدثت تكنولوجيا الإنترنت عبر الأقمار الصناعية ثورة في طريقة وصول الناس إلى الإنترنت. بدأت خدمة الإنترنت عبر الأقمار الصناعية الأولى للعملاء في سبتمبر 2003. وبدلاً من أن تقتصر على اتصال واحد بالإنترنت ، يمكن للناس الآن الاتصال بالإنترنت في أي مكان في العالم باستخدام طبق القمر الصناعي وجهاز جاهز للإنترنت.

كان الجيل الثاني من الأقمار الصناعية أصغر حجمًا وخفيف الوزن ، مما سمح لها بالبقاء في المدار لفترات أطول. كما تم تجهيزها بكاميرات وأجهزة استشعار أكثر قوة ، مما وسع قدراتها لتشمل أشياء مثل رسم الخرائط ومراقبة الطقس.

3G – شبكات المحمول من الجيل الثالث

كان الجيل الثالث (3G) من شبكات الهاتف المحمول أيضًا تقنية رقمية تم إطلاقها في أوائل القرن الحادي والعشرين. زادت 3G سرعات البيانات إلى بضع ميغا بت في الثانية

وأدخلت ميزات جديدة مثل الوصول إلى الإنترنت عبر النطاق العريض للأجهزة المحمولة.

2010 – LTE متقدم ، شبكة 5G
الجيل الخامس – شبكات الهاتف المحمول من الجيل الخامس هي أحدث جيل من التكنولوجيا اللاسلكية التي أحدثت ثورة في الطريقة التي نستخدم بها أجهزتنا المحمولة. تم نشر أول شبكات 5G في عام 2019 ولا تزال قيد التقدم في جميع أنحاء العالم.

تعد شبكات 5G أسرع وأكثر كفاءة وأمانًا من سابقاتها ، وسوف تفتح عالمًا جديدًا بالكامل من الإمكانيات لمستخدمي الهواتف المحمولة.

سيتم بناء شبكات 5G باستخدام مجموعة من التقنيات ، بما في ذلك أبراج الخلايا الصغيرة ، و MIMO الهائل ، وتشكيل الحزمة. ستعمل هذه التقنيات معًا لإنشاء شبكة قوية وموثوقة يمكنها التعامل مع الكمية الهائلة من البيانات التي سيتم إنشاؤها بواسطة أجهزة 5G.

الأقمار الصناعية المتقدمة – الاتصالات والبث ومراقبة الطقس

الجيل الثالث من الأقمار الصناعية أصغر حجمًا وأكثر تقدمًا ، وبعضها بحجم علبة الأحذية. وهي مجهزة بكاميرات وأجهزة استشعار أكثر قوة ويمكنها البقاء في المدار لسنوات في كل مرة. تُستخدم هذه الأقمار الصناعية في مجموعة متنوعة من المهام ، بما في ذلك الاتصالات والملاحة ومراقبة الأرض.

سيكون الجيل الرابع من الأقمار الصناعية ، التي يجري تطويرها حاليًا ، أصغر حجمًا وأكثر تقدمًا. سيتم تزويدهم بالذكاء الاصطناعي وغيرها من التقنيات المتطورة وسيكونون قادرين على أداء مجموعة واسعة من المهام. لقد قطع تطوير الأقمار الصناعية شوطًا طويلاً منذ الجيل الأول ، ولا شك في أن الأجيال القادمة ستكون أكثر تقدمًا.

مستقبل الاتصالات اللاسلكية
تتطور التكنولوجيا اللاسلكية باستمرار منذ أول اتصال باستخدام شفرة مورس ، الآن في 5G بعد قرن. يدرس الباحثون حاليًا إمكانيات تقنية 6G للشبكات اللاسلكية المستقبلية. يتوقع المحللون أن يكون التنفيذ المبكر لتقنية 6G جاهزًا بحلول عام 2030.

ستكون شبكات Wi-Fi المستقبلية قادرة على توفير معدلات بيانات تصل إلى 10 جيجابت في الثانية (أو أعلى) مع زمن انتقال أقل يبلغ مللي ثانية من رقم واحد.

لقد شهدنا التقدم التكنولوجي للشبكة اللاسلكية لدعم الطلبات المتزايدة لاستيعاب مليارات الأجهزة دون المساس بجودة الخدمة والأمن. ستعمل مخططات التعديل المعقدة وتكنولوجيا MIMO على تعزيز شبكاتنا الحالية لدعم الطلب المتزايد باستمرار على شبكة فعالة.