شبكة النفاذ الراديوي GSM EDGE (GERAN)

نظرة عامة على شبكة النفاذ الراديوي GSM EDGE

تعتبر GERAN بمثابة الجسر الذي يربط بين الهواتف المحمولة (أجهزة المستخدم) وشبكة GSM الأساسية. وهي مسؤولة عن إدارة الاتصالات الراديوية وتوفير تغطية لاسلكية واسعة النطاق. تعتمد GERAN على مجموعة من التقنيات والمكونات التي تعمل معًا لتمكين المكالمات الصوتية ونقل البيانات.

تتكون شبكة GERAN بشكل أساسي من المكونات التالية:

محطات قاعدة الإرسال والاستقبال (BTS): هي أبراج الاتصالات التي نراها في كل مكان. توفر تغطية راديوية في منطقة جغرافية محددة (خلية). تقوم محطات BTS بإرسال واستقبال الإشارات الراديوية من وإلى الهواتف المحمولة.
وحدات التحكم في محطات القاعدة (BSC): تتحكم وحدات BSC في عدد من محطات BTS. وهي مسؤولة عن إدارة الموارد الراديوية، وتسليم المكالمات بين الخلايا، والتحكم في الطاقة.
نظام GSM الأساسي: يمثل نظام GSM الأساسي الجزء المركزي من شبكة GSM. ويتضمن وظائف مثل إدارة التنقل، والمصادقة، والفوترة.

تقنية EDGE ودورها في GERAN

تعتبر EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) تقنية رئيسية في GERAN. وهي توفر معدلات بيانات أعلى مقارنة بتقنية GSM الأصلية. تتيح تقنية EDGE للمستخدمين الاستمتاع بتطبيقات البيانات بشكل أسرع، مثل تصفح الإنترنت وتنزيل الملفات وإرسال الرسائل متعددة الوسائط (MMS).

تعمل EDGE عن طريق استخدام مخططات تعديل أكثر كفاءة من GSM. وهذا يسمح بنقل المزيد من البيانات في نفس النطاق الترددي. يمكن لـ EDGE تحقيق معدلات بيانات تصل إلى 384 كيلوبت في الثانية، وهي سرعة جيدة جدًا مقارنة بشبكات 2G الأخرى.

آلية عمل شبكة GERAN

عندما يقوم مستخدم بإجراء مكالمة أو الوصول إلى البيانات، تحدث سلسلة من العمليات المعقدة داخل شبكة GERAN لضمان إنشاء الاتصال والحفاظ عليه. يمكن تلخيص هذه العمليات في الخطوات التالية:

اكتشاف الشبكة: يبحث الهاتف المحمول عن أقوى إشارة راديوية من محطة BTS قريبة.
تسجيل الشبكة: يسجل الهاتف المحمول نفسه في الشبكة من خلال إرسال معلومات التعريف الخاصة به.
إنشاء المكالمة/نقل البيانات: عندما يرغب المستخدم في إجراء مكالمة أو إرسال بيانات، يرسل الهاتف المحمول طلبًا إلى الشبكة.
تخصيص الموارد الراديوية: تقوم وحدة BSC بتخصيص قناة راديوية محددة للهاتف المحمول.
إرسال واستقبال البيانات: تبدأ محطة BTS في إرسال واستقبال البيانات من وإلى الهاتف المحمول.
تسليم المكالمة (Handover): عندما يتحرك المستخدم من خلية إلى أخرى، تقوم الشبكة تلقائيًا بتسليم المكالمة إلى محطة BTS الجديدة دون انقطاع.
إنهاء المكالمة/نقل البيانات: عندما تنتهي المكالمة أو يتم الانتهاء من نقل البيانات، يتم تحرير الموارد الراديوية.

مزايا شبكة GERAN

تتمتع شبكة GERAN بالعديد من المزايا، مما يجعلها تقنية مهمة في عالم الاتصالات المتنقلة. تشمل هذه المزايا:

تغطية واسعة: توفر شبكة GERAN تغطية واسعة النطاق في معظم أنحاء العالم.
تكلفة منخفضة: تعتبر شبكة GERAN أقل تكلفة من شبكات الجيل الثالث (3G) والجيل الرابع (4G).
دعم واسع للأجهزة: تدعم شبكة GERAN مجموعة واسعة من الأجهزة المحمولة.
معدلات بيانات محسنة مع EDGE: توفر تقنية EDGE معدلات بيانات أعلى مقارنة بشبكات 2G الأخرى.
موثوقية عالية: تعتبر شبكة GERAN موثوقة للغاية وتوفر اتصالًا ثابتًا.

عيوب شبكة GERAN

على الرغم من مزاياها العديدة، تعاني شبكة GERAN من بعض العيوب:

معدلات بيانات أبطأ مقارنة بشبكات 3G/4G/5G: تعتبر معدلات البيانات في شبكة GERAN أبطأ بكثير من شبكات الجيل الثالث والجيل الرابع والخامس.
تأخر في نقل البيانات: يمكن أن يكون هناك تأخير ملحوظ في نقل البيانات في شبكة GERAN.
كفاءة طيفية أقل: تعتبر شبكة GERAN أقل كفاءة في استخدام الطيف الراديوي مقارنة بالتقنيات الأحدث.
التقادم التكنولوجي: مع ظهور تقنيات أحدث مثل 4G و 5G، أصبحت شبكة GERAN تعتبر قديمة نسبيًا.

تطبيقات شبكة GERAN

تستخدم شبكة GERAN في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك:

المكالمات الصوتية: تستخدم شبكة GERAN لإجراء المكالمات الصوتية.
الرسائل النصية القصيرة (SMS): تستخدم شبكة GERAN لإرسال واستقبال الرسائل النصية القصيرة.
الرسائل متعددة الوسائط (MMS): تستخدم شبكة GERAN لإرسال واستقبال الرسائل متعددة الوسائط.
تصفح الإنترنت: يمكن استخدام شبكة GERAN لتصفح الإنترنت، على الرغم من أن السرعة قد تكون بطيئة.
تطبيقات البيانات الأخرى: يمكن استخدام شبكة GERAN لتطبيقات البيانات الأخرى مثل البريد الإلكتروني ووسائل التواصل الاجتماعي.
إنترنت الأشياء (IoT): تستخدم شبكة GERAN في بعض تطبيقات إنترنت الأشياء التي لا تتطلب معدلات بيانات عالية جدًا.

مستقبل شبكة GERAN

مع استمرار تطور تقنيات الاتصالات المتنقلة، يتضاءل دور شبكة GERAN تدريجيًا. ومع ذلك، لا تزال شبكة GERAN مهمة في بعض المناطق التي لا تتوفر فيها شبكات 3G و 4G و 5G. بالإضافة إلى ذلك، لا تزال شبكة GERAN تستخدم في بعض التطبيقات التي لا تتطلب معدلات بيانات عالية جدًا، مثل المكالمات الصوتية والرسائل النصية القصيرة.

من المتوقع أن يتم إيقاف تشغيل شبكات GERAN في العديد من البلدان في السنوات القادمة. ومع ذلك، من المحتمل أن تظل شبكة GERAN قيد التشغيل في بعض المناطق لفترة أطول.

الفرق بين GERAN, UTRAN, و E-UTRAN

تعتبر GERAN و UTRAN و E-UTRAN ثلاثة أنواع مختلفة من شبكات النفاذ الراديوي المستخدمة في شبكات الاتصالات المتنقلة. فيما يلي ملخص للاختلافات الرئيسية بينها:

GERAN (GSM EDGE Radio Access Network): هي شبكة النفاذ الراديوي المستخدمة في شبكات الجيل الثاني (2G) و الجيل الثالث (3G). تعتمد GERAN على تقنيات GSM و EDGE.
UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network): هي شبكة النفاذ الراديوي المستخدمة في شبكات الجيل الثالث (3G). تعتمد UTRAN على تقنية UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).
E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network): هي شبكة النفاذ الراديوي المستخدمة في شبكات الجيل الرابع (4G) LTE. تعتمد E-UTRAN على تقنية LTE (Long Term Evolution).

بشكل عام، توفر E-UTRAN أعلى معدلات بيانات وأقل زمن انتقال، تليها UTRAN ثم GERAN. ومع ذلك، فإن GERAN تتمتع بتغطية أوسع وتكلفة أقل من UTRAN و E-UTRAN.

خاتمة

تعتبر شبكة النفاذ الراديوي GSM EDGE (GERAN) تقنية أساسية في شبكات الجيل الثاني والثالث للاتصالات المتنقلة. توفر GERAN تغطية واسعة النطاق وتدعم مجموعة واسعة من الأجهزة. على الرغم من أن شبكة GERAN أصبحت قديمة نسبيًا مع ظهور تقنيات أحدث، إلا أنها لا تزال مهمة في بعض المناطق والتطبيقات.