مقدمة إلى 3G Frequency Bands

(ج) الجيل الثالث من الشبكات المتنقلة (المجموعة الثلاث) التي أُطلقت تجارياً في أوائل العقد الأول من الألفية، وتغيّرت أساساً الاتصالات اللاسلكية عن طريق توفير سرعة متنقلة ذات نطاق واسع، ودعم متعدد الوسائط، وقدرات التناوب العالمية، وخلافاً لنظم الـ 2 زاي السابقة، تم تصميم 3G حول معيار عالمي موحد يعرف باسم الاتصالات السلكية واللاسلكية الدولية - 2000 (IMT-2000)، وهو ما أنشأه الاتحاد الدولي للاتصالات السلكية واللاسلكية، ولكن تواتراً، غير أن تحقيق المواءمة الحقيقية على نطاقات عالمية، قد أثبتت وجودها، وات مختلفة.

Global 3G Technologies: UMTS, CDMA2000, and TD-SCDMA

وقبل أن يتم تشغيلها في إطار النطاقات الإقليمية، من الضروري فهم الأسر الثلاث الرئيسية التي تعمل بالوصلات الجوية الثلاثية الأطراف، أما النظام العالمي للاتصالات السلكية واللاسلكية المتنقلة، الذي يستند إلى اتفاق التجارة العالمية، فقد اعتمد من قبل الفريق الثالث المعني بتغيُّر المناخ وأصبح المعيار السائد في أوروبا وآسيا، ومعظم بقية العالم.() وقد تطورت الآلية الإنمائية للألفية في عام 2000 من خلال 3GPP2، من الترددات الجامدة الصينية لآلية التنمية النظيفة (IS-95) وظلت مخصَّصة في أمريكا الشمالية وكوريا الجنوبية وبعض الأجزاء المتميزة.

توزيعات الترددات حسب المنطقة

ويوجز الجدول أدناه نطاقات الترددات الأساسية المستخدمة لشبكات ثلاثية الألف في المناطق الجغرافية الرئيسية الست.

  • North America:] 850 MHz (Band 5), 1900 MHz (Band 2), 1700/2100 MHz AWS (Band 4), 800 MHz (Band 0 for CDMA)
  • Europe:] 900 MHz (Band 8), 1800 MHz (Band 3), 2100 MHz (Band 1)
  • Asia-Pacific (excluding China):] 850 MHz, 900 MHz, 2100 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz AWS (some markets)
  • China:] 850 MHz, 900 MHz, 1900 MHz, 2100 MHz (for TD-SCDMA: 1900-1920 MHz and 2010-2025 MHz)
  • Africa:] 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz
  • Latin America:] 850 MHz, 900 MHz, 1900 MHz, 2100 MHz

أمريكا الشمالية

وفي الولايات المتحدة وكندا، انقسمت عمليات نشر ثلاثي الأبعاد بين مشغلي آلية التنمية النظيفة لعام 2000 وشركة الخدمات المؤقتة بسبب وجود مخزون من الطيف التاريخي، وقامت لجنة الاتصالات الاتحادية وشركة الصناعة الكندية بمزاد الطيف في الفرق التي أصبحت فيما بعد أساس الـ 3G.

  • () 850 MHz (Band 5): ] Originally used for AMPS cellular, this band was refarmed for both CDMA2000 (e.g., Verizon, Sprint) and UMTS (ATamp; T-Mobile after rebanding). It provides excellent coverage in rural and suburban areas due to its propagation characteristics.
  • 1900 MHz (Band 2):] The PCS band (1850-1990 MHz) was raned in the 1990s and became the primary band for CDMA2000 operators such as Sprint and Verizon in dense urban markets. UMTS operators also used Band 2 for capacity overlays. This band offers higher data throughput but reduced
  • 1700/2100 MHz AWS (Band 4):] The Advanced Wireless Services bands (1710-1755 MHz uplink, 2110-2155 MHz downlink) were introduced in the 2006 FCC bid. T-Mobile USA heavily adopted AWS for its 3G UMTS rollout, enabling wideband data services without
  • 800 MHz (Band 0):] Used by some CDMA2000 operators for Digital AMPS rebanding (e.g., Sprint iDEN retired). It overlaps with the lower part of the cellular band in some countries but is less standardized.

وكثيرا ما يتطلب التناوب بين مشغلي الولايات المتحدة أجهزة متعددة النطاقات بسبب الفرقة المجزأة، فعلى سبيل المثال، يحتاج هاتف من طراز ATamp; T 3G إلى 850/1900 MHz UMTS، بينما يحتاج هاتف من طراز Verizon 3G إلى 800/1900 MHz CDMA2000، وأدى عدم وجود فرقة واحدة من طراز FG إلى إبرام اتفاقات معقدة لدعم الأجهزة.

أوروبا

وقد رأست أوروبا معيار " إم تي تي تي " في إطار المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات السلكية واللاسلكية، ونسقت اللجنة الأوروبية نطاق الـ 3 زاي من خلال توجيه نظام " أوم ست " ، وخصصت 2100 ميغاهيرتز (المجموعة 1) كفرقة رئيسية (1920-1980 MHz uplink، 2110-2170 MHz downlink) في المزاد في المزاد مبكّد مبكّر مبكّر مبكّر في المزاد مبكّر مبكّر مبكّر

  • 900 MHz (Band 8):] Initially reserved for GSM, the 900 MHz band (880-915 MHz uplink, 925-960 MHz downlink) was opened for UMTS through the GSM/UMTS refarming process. Vodafone, Orange, and other major European carriers deployed 3G900
  • 1800 MHz (Band 3):] This band (1710-1785 MHz uplink, 1805-1880 MHz downlink) was originally used for GSM1800 (DCS). With the rise of 2G demand, some operators refarmed a small portion for UMTS capacity in dense urban areas, though later remained more common for LM1800 (DCS).
  • 2100 MHz (Band 1):] Almost all European operators launched UMTS in Band 1. It remains the default 3G band for many countries, offering up to 384 kbps initially, then evolved to HSPA+ with up to 42 Mbps (dual-carrier). However, its coverage limitation in rural areas led the need for 900 MH.

وكانت الشبكات الأوروبية لمجموعات ثلاثية الأبعاد هي عادة تكنولوجيا واحدة، ولكن منذ عام 2010 فصاعداً، نشر معظم المشغلين تكنولوجيا المعلومات والاتصالات كطبقة منفصلة، وقد بدأت مجموعة الـ 3G بحلول عام 2020، حيث قامت شركات النقل في سويسرا والمملكة المتحدة وألمانيا بإعادة زراعة طيف من أجل تكنولوجيا المعلومات والاتصالات و5G.

آسيا والمحيط الهادئ

تقدم آسيا والمحيط الهادئ مجموعة متنوعة من مخصصات النطاقات نظرا لتنوع البيئات التنظيمية وأفضليات التكنولوجيا، وتشمل الأسواق الرئيسية ما يلي:

  • Japan: NTT DoCoMo launched the world's first commercial 3G network in 2001 using WCDMA in ]2100 MHz (Band 1). SoftBank and KDDI deployed 3G in the same band. Additionally, Japan used
  • South Korea:] Korea Telecom (KT) and SK Telecom originally launched CDMA2000 1xEV-DO in ]800 MHz (Band 0) and later deployed WCDMA in ]2100 MHz (Band 1)
  • Australia:] Telstra, Optus, and Vodafone used a combination of ]850 MHz (Band 5) for UMTS in rural areas and 2100 MHz (Band 1)
  • India: Initially, Indian operators launched UMTS in ]2100 MHz (Band 1) after the government raned the 3G in 2010. later, some operators refarmed 900 MHz (Band 8)[FLT:

Asia-Pacific also saw the use of 1500 MHz (Band 21)] for UMTS in Japan (KDDI) and 2300 MHz (Band 40) for limited TD-LTE deployments that did not affect 3G.

الصين

China[FT unique path. The government required a domestic standard, leading to TD-SCDMA. China Mobile, the world’s largest carrier by participantrs, was mandated to deploy TD-SCDMA in the 1900-1920 MHz[Fmed:1] and

أفريقيا

انطلاقة (أفريقيا) كانت تعتمد بشدة على برامج المانحين والقرارات التنظيمية

  • 900 MHz (Band 8): ] Used across the continent for UMTS, leveraging the existing GSM850/900 infrastructure. Many operators launched 3G initially on 2100 MHz in cities and later added 900 MHz for rural expansion.
  • 2100 MHz (Band 1):] Deployed in most African capital cities by all major operators including MTN, Airtel, Vodacom, and Orange.
  • 850 MHz (Band 5): ] Used in several West African and Southern African countries (e.g., Nigeria, Ghana, South Africa) for UMTS and CDMA2000. Zain and others deployed CDMA2000 in 850 MHz in some East African markets.
  • 1800 MHz (Band 3):] Less common for 3G, but some operators refarmed this band in the 2010s for 3G capacity, especially in South Africa.

تغطية شبكة (أفريقيا) 3G لا تزال غير متجانسة، حيث لا تزال بلدان كثيرة تعتمد على 2G/3G للتواصل الريفي، غروب 3G أبطأ مع انتقال المنطقة إلى 4G و 5G.

أمريكا اللاتينية

أمريكا اللاتينية تُظهر مزيجاً من التأثيرات في أمريكا الشمالية وأوروبا، ومجموعات الهيمنة في 3 جي هي:

  • 850 MHz (Band 5): ] Major deployments in Brazil, Mexico, Argentina, and Chile by operators like Claro, Telcel, and Movistar. This band allowed good coverage in vast geographical areas.
  • 1900 MHz (Band 2):] Used in Mexico and some Central American markets by Telefonica and América Móvil for UMTS.
  • 900 MHz (Band 8):] Common in Andean countries and southern South America (e.g., Peru, Colombia, Chile).
  • 2100 MHz (Band 1):] Urban deployments in many capital cities by operators like Vivo (Brazil) and Claro (Argentina).
  • 1700 MHz AWS (Band 4):] Used in Chile, Colombia, and Ecuador for UMTS, following the AWS allocation in the Americas.

ويجري الآن بالفعل غروب ثلاثي الأبعاد في أمريكا اللاتينية، حيث يعيد العديد من المشغلين تشغيل هذه الفرق لـ LTE و 5G.

الاعتبارات التقنية: Propagation, Data Speeds, and Capacity

ويؤثر اختيار نطاق الترددات تأثيرا مباشرا على تجربة المستعملين، إذ أن انخفاض الترددات )مثلا ٧٠٠-٩٠٠ ميغاهيرتز( يؤدي إلى زيادة توسيع نطاق المباني وقطعها، مما يجعلها مثالية للتغطية في المناطق الحضرية والريفية، كما أن ارتفاع الترددات )مثلا، ١٨٠٠-٢٠٠ ميغاهيرتز( قد يوفر مزيدا من التغطية بالزوادي لكل ناقل )حتى ٥ زنزانات ميغاهيرتز بالنسبة للمدار الواحد( ويمكن أن يدعم زيادة عدد المستخدمين

  • Coverage vs. Capacity:] A 3G cell at 900 MHz can have a radius up to 30 km in rural environments, while a 2100 MHz cell in urban areas may only reach 2-3 km due to higher path loss and interference.
  • Data Throughput:] UMTS with HSPA+ (Dual-Cell) can deliver up to 42 Mbps in 5 MHz of spectrum. Using a 10 MHz deployment (e.g., dual-carrier) in 2100 MHz allowed higher speeds, but spectrum availability limited this. On 900 MHz, 5 MHz
  • Interference and Reuse:] Low frequencies are more susceptible to noise from adjacent cells, requiring careful frequency planning. Operators used 1:3 or 1:1 reuse patterns depending on band and traffic.
  • Multimode Devices:] To roam across regions, 3G phones needed to support multiple bands. A global 3G phone often supported Bands 1, 2, 5, and 8. The iPhone 4S, for instance, supported UMTS Bands 1, 2, 5, 8. This complexity led the development of software-defined radios.

سائقو الجهاز التنظيمي والاقتصادي

وقد تأثرت خيارات كل قطاع من قطاعات المنطقة تأثرا شديدا بمخصصات الطيف التاريخي والمزاد التنظيمي، ففي أوروبا، ارتفع المزاد الذي أجرته شركة أوسترات ما بين عامي 1998 و109 مليار يورو، ولكن ارتفاع تكلفة 2100 ميغاهيرتز أدى إلى تأخير الاستثمارات في التغطية الريفية، وفي الولايات المتحدة، أدى الحد الأقصى لحجم الترددات في إطار برنامج التنمية الصناعية (MDDT-2000) إلى تفتيت ثلاثة فرق رئيسية هي:

  • ITU Recommendations:] The ITU-R M.1036 document defined preferred frequency arrangements for IMT-2000, but it was not mandatory. This allowed regional flexibility.
  • GSMA Harmonization efforts:] The GSMA pushed for harmonized bands to reduce roaming costs, but struggled outside the 2100 MHz core.
  • Refarming of 2G Bands:] In the late 2000s, regulators in Europe, Africa, and Asia allowed operators to refarm GSM frequencies for UMTS. This lowered deployment costs but created interference risks if not coordinated.
  • Spectrum Trading:] In markets like the US, secondary spectrum markets allowed operators to purchase or lease additional frequencies (e.g., ATamp; T acquire spectrum from Verizon in 850 MHz).

الأثر على الرواسب الدولية

وشكل تنوع نطاقات الـ 3G تحديات أمام المتجولين العالميين، إذ لم يتمكن المسافر من أوروبا (البنود 1 و 8) من التواصل مع شبكة من 3G أمريكا الشمالية إذا كان الجهاز يفتقر إلى الضمان 5 أو الضمان 2، فإن المصانع التي تعالج هذا الأمر عن طريق إنشاء هواتف عالمية تشمل مجموعات متعددة، ولكن هذه التكلفة المضافة، فعلى سبيل المثال، كان جهاز نوكيا ن95 قد اتسع النطاقات العالمية، وهو 100 2 قدم.

سطوع 3G و Spectrum

ومنذ عام 2018، بدأ العديد من المشغلين بإغلاق شبكاتهم الثلاثية الأبعاد لاستعادة طيفها من أجل التقنيين المائيين و5 جي.

  • Australia:] Optus and Vodafone shut down 3G by 2024; Telstra during 2024.
  • United States:] ATamp;T shut down its 3G UMTS network in February 2022; Verizon shut down CDMA2000 in 2022; T-Mobile gradually out Sprint’s 3G in 2023.
  • Europe:] Many operators in Switzerland (Swiscom, 2021), the UK (Vodafone, 2023), and Germany (Deutsche Telekom, 2022) have sunset 3G. The 2100 MHz band is being refarmed for LTE (Band 1) and 5G (n1).
  • Asia:] Japan’s NTT DoCoMo shut down 3G in 2023; SK Telecom in South Korea ended 3G in 2022; China Mobile abandoned TD-SCDMA in 2016.
  • Africa:] Some operators (e.g., MTN South Africa, Airtel Nigeria) have announced 3G sunset timelines for 2025-2027, but many heavily rural markets may retain 3G longer due to limited LTE coverage.

:: إن إعادة التسلح تُحرر طيف ذي نطاق منخفض القيمة (850/900 MHz) الذي يسعى إلى تحقيقه إلى حد كبير بعد تغطية 5G، كما أن نطاق التردد 2100 MHz له قيمة أيضا بالنسبة لخمسة آلاف في المناطق الحضرية الكثيفة، ولكن يجب أن يُدار الانتقال بعناية لتجنب تعطيل التركة المتروكة من حيث الـ (إيوت) وخدمات الطوارئ التي لا تزال تعتمد على 3G.

خاتمة

"وإنّ فرق الترددات المستخدمة لـ "3 جي" عبر مختلف المناطق هي نتاج للتاريخ، التكنولوجيا، التنظيم، قوى السوق، خليط أمريكا الشمالية من 850/1900/1700 ميغاهيرتز، اعتماد أوروبا على 2100/900 ميغاهيرتز، تركيبة آسيا والمحيط الهادئ، الاستخدام الثقيل لـ900/2100 ميغاهيرتز، ومخصصات أمريكا اللاتينية المختلفة توضح عدم وجود مواءمة حقيقية على الصعيد العالمي.