Docomo وNEC وNTT وFujitsu يختبرون تقنية Sub‑Terahertz بسرعة 100 جيجابت/ثانية كسلائف لشبكات 6G
أعلنت شركات دوكومو، وإن إي سي، وإن تي تي، وفوجيتسو هذا الأسبوع عن اختبارات جديدة لجهاز لاسلكي قادر على سرعات تصل إلى 100 جيجابت/ثانية، ويعمل ضمن نطاقي التردد 100 جيجاهرتز و300 جيجاهرتز. وأوضحت الشركات أن هذا العمل يمثل خطوة تمهيدية لشبكات الجيل السادس (6G) المستقبلية.
للتوضيح، لا يزال الوقت مبكرًا جدًا بالنسبة لتقنية الجيل السادس (6G). منظمة 3GPP هي المنظمة الرئيسية لوضع معايير الجيل السادس للشبكات الخلوية، بما في ذلك 4G و 5Gولا تزال تعمل على مجموعة المواصفات رقم 18 لأنظمة الجيل الخامس المتقدمة. ومن المتوقع أن يتضمن الإصدار 20 أولى مواصفات الجيل السادس، مما سيضع شبكات الجيل السادس التجارية (على الأقل تلك التي تلتزم بالمعايير المتعارف عليها) في الإطار الزمني لعام 2030.
مع ذلك، تواصل شركات مثل دوكومو وفوجيتسو العمل على تطوير تقنيات قد تُدمج في معيار الجيل السادس (6G) في نهاية المطاف. ويُعدّ عملهم مُفيدًا إلى حدٍّ ما: "حتى الآن، حققت اختبارات جهاز لاسلكي مُطوّر بشكل مشترك سرعات نقل فائقة تصل إلى 100 جيجابت/ثانية في نطاقي 100 جيجاهرتز و300 جيجاهرتز على مسافات تصل إلى 100 متر. وبالمقارنة، فإن سرعة 100 جيجابت/ثانية أسرع بحوالي 20 مرة من الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات في شبكات الجيل الخامس (5G) الحالية، والذي يبلغ 4.9 جيجابت/ثانية."
تُجرى الاختبارات الجديدة للشركات في نطاقات "تحت التيراهيرتز"، وهو نطاق طيفي أعلى بكثير من النطاقات المستخدمة في شبكات الجيل الرابع والخامس. ولهذا السبب، أُجريت اختبارات الشركات في أماكن مغلقة وعلى مسافات تصل إلى 100 متر.
خصائص الانتشار
بشكل عام، تنتقل الإشارات في نطاقات الطيف المنخفضة لمسافات أبعد من الإشارات في نطاقات الطيف العالية. ومع ذلك، فإن نطاقات الطيف العالية - مثل تلك الموجودة في نطاق الترددات دون التيراهيرتز - تدعم عمومًا سرعات بيانات أعلى بكثير.
لا يُعدّ أيٌّ من هذا مفاجئاً. فقد عملت بعض شبكات الجيل الخامس المبكرة في الولايات المتحدة ضمن نطاقات طيف الموجات المليمترية، والتي تقع عموماً بين 20 و30 جيجاهرتز. ونتيجةً لذلك، لم تكن الإشارات المرسلة في تلك النطاقات تنتقل إلا لمسافة بضعة آلاف من الأقدام، وعادةً ما كانت تعجز عن اختراق المباني أو غيرها من الأجسام.
ليس من المستغرب أن شبكات الجيل الخامس بتقنية الموجات المليمترية لم تتجاوز حدود الملاعب ومراكز المدن. ونتيجة لذلك، لا يوجد سوى عدد قليل من شركات الاتصالات حول العالم التي شرعت في بناء شبكاتها الخاصة بتقنية الموجات المليمترية.
اليوم، تتركز معظم جهود الجيل الخامس في الولايات المتحدة وعلى الصعيد الدولي في نطاق الترددات "المتوسطة"، والتي تتراوح عموماً بين 2 و4 جيجاهرتز. ونتيجة لذلك، يمكنها الوصول إلى مسافات أبعد بكثير من شبكات الموجات المليمترية.
يعني هذا، من منظور بناء الشبكات، أن مشغلي شبكات الجيل الخامس متوسطة النطاق يمكنهم استخدام مواقع الإرسال نفسها التي استخدموها لشبكات الجيل الرابع. ولا يتعين عليهم الاستثمار في بناء آلاف أو ملايين من مواقع الإرسال الجديدة اللازمة لشبكات الموجات المليمترية واسعة الانتشار.
نظرة جديدة على الموجات المليمترية
مع ذلك، تجدر الإشارة إلى وجود بعض التطورات الجديدة المتعلقة بتقنية الموجات المليمترية. "لقد كانت السنوات الأربع الماضية فترة صعبة في مجال تقنية الموجات المليمترية، لكن شركة موبايل إكسبرتس تمكنت من تحديد النمو التصاعدي المرتبط بالوصول اللاسلكي الثابت (النفاذ اللاسلكي الثابت) أماكن ذات كثافة عالية (الملاعب والمطارات)، شبكة الجيل الخامس الخاصةوكتب المحللون في شركة موبايل إكسبرتس في تقرير حديث: "وتطبيقات النقل (خطوط المترو والقطارات)".
"مشغلي المحمول قال دان ماكنمارا، كبير المحللين في الشركة، في بيان صحفي: "إن الشركات التي تتمتع بتغطية واسعة النطاق لموجات المليمتر في الهواء الطلق فشلت في تحقيق نقل فعال للبيانات لشبكاتها الخلوية منخفضة النطاق. ونتيجة لذلك، أعيد ضبط سوق موجات المليمتر خلال السنوات الثلاث الماضية للتركيز على تطبيقات محددة للغاية."
في الواقع، يواصل البائعون البحث عن فرص الجيل الخامس، وتحديداً في نطاقات الموجات المليمترية.
وماذا يعني كل هذا بالنسبة لتقنية الجيل السادس؟ أولاً، من غير المتوقع أن تكون نطاقات الترددات دون التيراهيرتزية، مثل 100 جيجاهرتز و300 جيجاهرتز، هي النطاقات الأساسية لتقنية الجيل السادس. وقد بدأت شركات توريد المعدات الكبرى، مثل نوكيا وإريكسون، بوضع ما يُسمى بنطاقات الطيف "السنتيمترية" - تلك التي تتراوح بين 7 جيجاهرتز و20 جيجاهرتز - في صميم عروضها لتقنية الجيل السادس.
استشعار المستقبل
فلماذا التركيز على نطاقات الترددات دون التيراهيرتزية أصلاً؟ أحد الأسباب هو أن تقنية الجيل السادس في هذه النطاقات قد تمنح محطات البث وأجهزة المستخدمين قدرة "استشعار"، مما يسمح لإشارات الراديو باستشعار حجم وشكل أي جسم غير متصل، وربما حتى معرفة مكوناته. كتب زميلي إيان موريس: "ربما تستطيع إشارة راديو الجيل السادس أن تغمس أصابعها غير المرئية في كوب بيرة شبه فارغ وتُعلم النادل بالحاجة إلى إعادة ملئه".
يتناول تقرير جديد صادر عن المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات (ETSI) بعض حالات استخدام هذه التقنية، حيث ذكر المعهد: "تحتاج الروبوتات المتنقلة أيضًا إلى استشعار وتحديد موقع عالي الدقة، وهو ما يمكن توفيره في نطاق الترددات تيراهيرتز. لا تقتصر حاجة الروبوتات المتنقلة على استشعار وتحديد موقعها في بيئة ثابتة فحسب، بل تشمل أيضًا تحديد موقعها بالنسبة إلى روبوتات متنقلة أخرى، والبشر، والأجسام المتحركة. ... قد تتطلب مجموعة من الروبوتات المتعاونة التي تقوم بتجميع أو حمل جسم ما بشكل مشترك، استشعارًا وتحديد موقع عالي الدقة لإنجاز مهمة أو أكثر بنجاح."
وهذا مجرد مثال واحد من بين أكثر من اثني عشر مثالاً محتملاً من المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات (ETSI).
مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن تقنية الاستشعار لا تقتصر على شبكات الجيل السادس. فقد بدأت شركة كومكاست للكابلات بالفعل بمناقشة إضافة ميزة جديدة لكشف الحركة إلى منصة XB10 المنزلية للواي فاي. وسيتمكن العملاء من استخدام تطبيق الشركة لاختيار الأجهزة وإنشاء "مناطق" لكشف الحركة، وذلك بفضل تقنية الاستشعار.
دفع ثمن شبكة الجيل السادس
هل يستحق الجيل السادس في نطاق الترددات تيراهيرتز (من 100 جيجاهرتز إلى 10 تيراهيرتز) الدراسة؟ إحدى الشركات الكبرى في سوق الموجات المليمترية لا تراهن على زيادة الطلب. شركة كراون كاسل، المتخصصة في أبراج الاتصالات والتي استثمرت بكثافة في الخلايا الصغيرة اللازمة لنقل البيانات عبر الموجات المليمترية، تسعى الآن لبيع أعمالها. وقد نشرت كراون كاسل أكثر من 100 ألف خلية صغيرة، معظمها في الهواء الطلق.
مع ذلك، تُشير شركات أخرى إلى تزايد الطلب على تركيبات الشبكات اللاسلكية الداخلية. وتَعِد هذه الشبكات بتمكين مالك المبنى أو المكان من شراء وتركيب شبكة لاسلكية خاصة به بتردد 3.5 جيجاهرتز من نوع CBRS، ثم ربطها بمشغل شبكة لاسلكية عامة كبير عبر نظام المشغل المتعدد. الشبكة الأساسية معيار (MOCN). وبذلك، يمكن للمكان توفير تغطية خلوية داخلية - وهو شرط مهم للأماكن التي تشهد حركة مرور كثيفة مثل الفنادق والمستشفيات.
في الواقع، الطلب على هذا النوع من التركيبات مرتفع لدرجة أن شركات مثل "دينس إير" تقوم بإنشاء هذه الشبكات الداخلية بنفسها، ثم تسترد استثمارها من خلال تأجير الشبكة لمالك المبنى. وقال جيم إستس، الرئيس التنفيذي لشركة "دينس إير"، إن مالكي المباني يمكنهم دفع تكلفة تغطية الشبكة اللاسلكية الداخلية شهريًا، تمامًا كما يفعلون بالفعل مع فواتير الكهرباء والماء والتدفئة والتكييف.
قال إن الاتصالات اللاسلكية هي "الخدمة الرابعة". وامتنع إستس عن الإفصاح عن المدة التي ستستغرقها شركة "دينس إير" لاسترداد استثماراتها في بناء هذه الشبكات الداخلية.
على أي حال، قد يُسهم هذا التوجه في تطوير شبكات الجيل السادس (6G) في نطاق الترددات التيراهيرتزية، على الأقل داخل المباني. ففي نهاية المطاف، قلّصت معظم شركات تشغيل شبكات الجيل الخامس (5G) استثماراتها في الشبكات بشكل كبير، ومن غير الواضح ما إذا كانت ستُبدي رغبة في استثمارات جديدة في شبكات الجيل السادس (6G) في أي وقت قريب.
المصدر قد تصل سرعة الجيل السادس إلى 100 جيجابت/ثانية، ولكن من سيقوم بنشرها؟ (lightreading.com)
