لم يتم بناء سوى 91 محطة بث خلال عامين. لماذا يُعدّ استخدام موجات المليمتر في تقنية الجيل الخامس صعباً للغاية؟

 إذا تمت مقارنة شبكة الجيل الخامس ذات الترددات دون 6 جيجاهرتز بتوسيع طريق سريع ذي مسار واحد في مدينة قديمة، فإن شبكة الجيل الخامس ذات الموجات المليمترية تعادل بناء طريق سريع جديد من أربعة إلى ثمانية مسارات في مدينة جديدة.      

بالمقارنة مع نطاق الترددات دون 6 جيجاهرتز، فإن الموجات المليمترية لا تتمتع فقط بمزايا النطاق الترددي الكبير والسعة العالية وزمن الاستجابة المنخفض، ولكن نظرًا لوجودها في نطاق الترددات العالية جدًا، فإنها تشبه أرضًا بكرًا غير مزروعة لصناعة الاتصالات المتنقلة، أرضًا نقية غير ملوثة يمكن استخدامها بحرية دون القلق بشأن التداخل اللاسلكي.    

كانت الموجات المليمترية تُعتبر في السابق أثمن موارد الطيف الترددي في عصر الجيل الخامس. ولكن في الوقت الراهن، وبينما يشهد الجيل الخامس بترددات أقل من 6 جيجاهرتز تطوراً سريعاً في جميع أنحاء العالم، فإن تطور الجيل الخامس بالموجات المليمترية بطيء للغاية، بل إنه يواجه معضلة.
   
   

      1       ،فيما يتعلق بمعضلة تطوير تقنية الجيل الخامس (5G) باستخدام الموجات المليمترية، تُعد كوريا الجنوبية، بصفتها رائدة عالميًا في هذا المجال، المثال الأبرز. فقد طرحت كوريا الجنوبية نطاقي التردد 3.5 جيجاهرتز و28 جيجاهرتز المخصصين لتقنية الجيل الخامس في مزاد علني في وقت مبكر من عام 2018. وبعد حصولها على هذين النطاقين، قدمت شركات الاتصالات الثلاث الكبرى في كوريا الجنوبية خطةً لبناء محطات بث بتقنية الجيل الخامس تمتد من 3 إلى 5 سنوات إلى الجهات التنظيمية الكورية. وتعهدت هذه الشركات ببناء 45,215 محطة بث بتقنية الموجات المليمترية بتردد 28 جيجاهرتز خلال ثلاث سنوات (بحلول نهاية عام 2021).

مع ذلك، ورغم أن بناء شبكة الجيل الخامس بتردد 3.5 جيجاهرتز في كوريا الجنوبية يسير على قدم وساق، فإن بناء شبكة الجيل الخامس بتردد 28 جيجاهرتز يسير ببطء شديد. ففي مارس 2021، لم تُنشئ شركات الاتصالات الرئيسية الثلاث في كوريا الجنوبية سوى 91 محطة أساسية لشبكة الجيل الخامس بتردد 28 جيجاهرتز، وهو ما يقل بكثير عن الخطة الأصلية.      

دعت هيئات تنظيم الاتصالات في كوريا الجنوبية مرارًا وتكرارًا شركات الاتصالات إلى تسريع وتيرة إنشاء شبكات الجيل الخامس بتقنية الموجات المليمترية، بل وحذرت من أنه في حال عدم تحقيق الأهداف المحددة بحلول نهاية عام 2021، سيتم سحب نطاق التردد 28 جيجاهرتز. إلا أن رد شركات الاتصالات الكورية اقتصر على التعبير عن عجزها. وأوضحت هذه الشركات أن نموذج خدمة الموجات المليمترية غير واضح، وأن التكنولوجيا والمعدات غير ناضجة، وأن سعة التغطية لا تتجاوز 10-15% من سعة تغطية نطاق 3.5 جيجاهرتز. كما يتطلب الأمر نشر محطات قاعدية كثيفة للغاية، مما أدى إلى زيادة تكلفة الاستثمار في الشبكة بشكل كبير مقارنةً بنطاق 3.5 جيجاهرتز. وبالتالي، فإن هذه التقنية غير مناسبة لإنشاء شبكة على مستوى الدولة، ولا يمكن استخدامها إلا في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية ونشر شبكات الجيل الخامس الخاصة.

     

أكدت شركات الاتصالات الكورية أنه لا حاجة لكوريا الجنوبية للتنافس مع الولايات المتحدة على الصدارة في بناء شبكات الجيل الخامس بتردد 28 جيجاهرتز. ونظرًا لانخفاض معدل انتشار النطاق العريض عبر الألياف الضوئية في الولايات المتحدة، فإنها تأمل في استخدام تقنية الجيل الخامس اللاسلكية الثابتة بموجات المليمتر كبديل لتقنية الألياف الضوئية المنزلية. في المقابل، يتميز معدل انتشار النطاق العريض عبر الألياف الضوئية في كوريا الجنوبية بارتفاعه، وسيُستخدم نطاق تردد موجات المليمتر بشكل أساسي لخدمات الهاتف المحمول وشبكات الشركات الخاصة. إلا أن خدمات الهاتف المحمول الموجهة للمستهلكين تتطلب نشر عدد كبير من محطات البث، مما يرفع تكاليف نشر الشبكة بشكل كبير. أما بالنسبة لشبكات الشركات الخاصة في القطاعات المتخصصة، فإن نموذج العمل الحالي لا يزال غير ناضج.      

نظراً لارتفاع تكلفة نشر شبكة الجيل الخامس بتقنية الموجات المليمترية، وعدم رغبة شركات الاتصالات في الاستثمار فيها، اقترحت الشركات الثلاث بناءها وتقاسمها. ونظراً لبطء وتيرة نشر هذه التقنية، فقد طرحت الصناعة الكورية هذا الاقتراح.    

لكن المشكلة تعود للظهور مجدداً. فمن جهة، إذا تعاونت ثلاث شركات اتصالات في بناء شبكة الجيل الخامس العامة بتقنية الموجات المليمترية وتقاسمها، فإن التغطية اللاسلكية لهذه الموجات محدودة للغاية، مما يجعل انقطاعات الاتصال واردة الحدوث عند انتقال الجهاز من منطقة تغطية إحدى الشركات إلى منطقة تغطية شركة أخرى. ومن جهة أخرى، ستكون شبكات الجيل الخامس الخاصة محور المنافسة بين شركات الاتصالات في قطاع الأعمال مستقبلاً، وسيصعب على هذه الشركات تحقيق التعاون في بنائها وتقاسمها.    

كوريا الجنوبية ليست استثناءً. فقد بدأت الولايات المتحدة الأمريكية بتسويق تقنية الجيل الخامس (5G) بتقنية الموجات المليمترية في وقت مبكر من عام 2019. ووفقًا لأحدث بيانات الاختبارات من شركة أبحاث السوق OpenSignal، فإن معدل توافر شبكة الجيل الخامس بتقنية الموجات المليمترية لديها حاليًا أقل من 1%. وتشير الإحصاءات إلى أنه حتى يناير 2021، لم يقدم سوى 8 مشغلين في العالم خدمات الجيل الخامس بتقنية الموجات المليمترية. تُظهر هذه البيانات بطء وتيرة تطوير تقنية الجيل الخامس بتقنية الموجات المليمترية عالميًا.    

2،ماذا حدث لتقنية الجيل الخامس (5G) ذات الموجات المليمترية؟ ولماذا يتطور هذا النوع من التقنية ببطء شديد؟ سنستخدم الجدول أدناه لتوضيح ذلك.    
   
   

قدرة التغطية

تتميز الموجات المليمترية بنطاق ترددي واسع وسعة عالية. مع ذلك، ونظرًا لترددها العالي وطول موجتها القصير، وفقدانها أثناء الانتشار في الفضاء الحر، وفقدانها أثناء الاختراق، وفقدانها أثناء الانعراج، فإن تغطية الخلية الواحدة تكون محدودة للغاية. تُظهر القياسات الفعلية أنه حتى في حال وجود الجهاز في بيئة ذات خط رؤية مباشر، فإن تغطية خلية الموجات المليمترية لا تتجاوز 100 متر، وهي تقريبًا نفس تغطية شبكة الواي فاي. بالمقارنة مع نطاق الترددات دون 6 جيجاهرتز، كلما انخفضت قدرة الموجات المليمترية على الانعراج، انخفضت قدرتها على الاختراق، مما يُصعّب اختراق العوائق كالجدران والأبواب وأثاث الغرف. لذا، في المناطق الحضرية ذات المباني المكتظة، يحتاج مشغلو الشبكات إلى إنشاء المزيد من محطات البث، والتأكد من وجودها على خط رؤية مباشر مع الأجهزة لتحقيق اتصالات مستقرة وعالية السرعة.

     

حتى مع نشر شبكات الجيل الخامس الخاصة في مواقع محددة ضمن سيناريوهات 2B، فمن جهة، يتطلب الأمر بناء المزيد من محطات البث في المجمعات الكبيرة والمصانع الضخمة وغيرها؛ ومن جهة أخرى، ونظرًا لوجود عوائق متنوعة كالجدران والأبواب والمعدات في الأماكن المغلقة كالمصانع والمباني المكتبية والمستشفيات، فمن الضروري الحفاظ على خط رؤية مباشر بين الأجهزة الطرفية ومحطات البث لضمان اتصالات عالية السرعة ومستقرة. كما يتطلب الأمر نشر المزيد من محطات البث في مواقع متعددة، مما يزيد من تكاليف نشر الشبكة.

يكمن الحل في زيادة التغطية باستخدام تقنية تشكيل الحزمة Massive MIMO+، ولكن هذا سيؤدي إلى زيادة عدد وحدات الهوائي، ومضخمات الطاقة، ومضخمات الضوضاء المنخفضة، ومكونات أخرى، وبالتالي زيادة تكلفة المعدات. إضافةً إلى ذلك، يمكن توسيع تغطية الموجات المليمترية عن طريق تركيب أجهزة إعادة الإرسال والعاكسات.    

سعر وحدة المحطة الأساسية    

بالمقارنة مع نطاق الترددات دون 6 جيجاهرتز، فإن الموجات المليمترية لا تتطلب فقط إنشاء المزيد من المحطات الأساسية، ولكن المشكلة الأكبر هي أن سعر الوحدة لمحطات الموجات المليمترية أعلى بنسبة 30% إلى 40% من سعر محطات الموجات دون 6 جيجاهرتز.    

الأسباب الرئيسية هي:
1) قامت معظم شركات الاتصالات حول العالم بنشر شبكات الجيل الخامس عبر نطاق الترددات دون 6 جيجاهرتز، مما يمنحها ميزة التوسع. ومع ذلك، يوجد عدد قليل جدًا من محطات البث بالموجات المليمترية في العالم، وسعر الوحدة أعلى؛
2) يتم فصل وحدة التوزيع ووحدة الراديو لمحطة القاعدة الفرعية 6 جيجاهرتز، ويمكن نشر وحدة التوزيع مركزياً، بينما يتم وضع وحدة الراديو ووحدة التوزيع لمحطة القاعدة ذات الموجات المليمترية في نفس الموقع، لذا فإن السعر أغلى؛
3) هناك اختلافات معمارية داخلية بين محطات القاعدة ذات الموجات المليمترية ومحطات القاعدة ذات الترددات الأقل من 6 جيجاهرتز (على سبيل المثال، تحتوي محطات القاعدة ذات الموجات المليمترية على وحدات هوائي أكثر).    

علم البيئة النهائي    

فيما يتعلق بنظام الأجهزة الطرفية دون تردد 6 جيجاهرتز، يتزايد عدد أنواع الهواتف الذكية وأجهزة 5G CPE ووحدات 5G، ويشهد هذا النظام نموًا مطردًا. مع ذلك، لا يزال نظام الأجهزة الطرفية العاملة بموجات المليمتر في مراحله الأولى، خاصةً في قطاع الأعمال. في الوقت نفسه، يبدي مصنّعو رقائق الأجهزة الطرفية العالميون تفاؤلًا أكبر بشأن نظام دون تردد 6 جيجاهرتز، ولن يطوروا أجهزة مودم تعتمد على موجات المليمتر فقط. هذا يعني أنه لن يكون هناك شبكة 5G خاصة تعتمد على موجات المليمتر بشكل مستقل.    

تكاليف الإنشاء والتشغيل    

كما ذكرنا سابقًا، يتطلب إنشاء شبكة 5G عامة باستخدام الموجات المليمترية نشر عدد كبير من محطات البث. سترتفع تكاليف الإنشاء والتشغيل بشكل كبير مقارنةً بشبكات الترددات دون 6 جيجاهرتز. ماذا لو استخدمنا الموجات المليمترية لإنشاء شبكة 5G خاصة؟ حاليًا، يُعد ارتفاع تكلفة شبكات 5G الخاصة للشركات أحد أكبر العقبات أمام تطويرها، مقارنةً بشبكات Wi-Fi. فتكلفة نشر شبكات 5G الخاصة باستخدام الموجات المليمترية أعلى من تكلفتها باستخدام الترددات دون 6 جيجاهرتز. وهذا بدوره يزيد من صعوبة نشر شبكات 5G الخاصة للشركات.    

هذا المحتوى مأخوذ من الإنترنت/مرتزق الإنترنتهذا الموقع مخصص فقط لإعادة النشر. الآراء والمواقف والتقنيات المستخدمة في هذا المقال لا علاقة لها بهذا الموقع. في حال وجود أي انتهاك، يرجى التواصل معنا لحذفه.