على الطريق إلى شبكات 5G

أثناء التجول حول Mobile World Congress ، كان من السهل رؤية جميع أنواع العروض التوضيحية المميزة "5G" ، كما لو أن الجيل التالي من التكنولوجيا اللاسلكية - الخطوة وراء 4G أو LTE - قاب قوسين أو أدنى. ليست كذلك.

في الواقع ، فإن المقترحات الرسمية لتكنولوجيا 5G لا تعود إلى الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) حتى خريف عام 2017 ، ومن غير المرجح أن نرى المواصفات الفنية والشبكات النهائية التي تلبي هذه المتطلبات حتى عام 2020 على أقرب تقدير. بدلاً من ذلك ، كانت المظاهرات في الغالب تتعلق بالتقنيات التي تعتقد الشركات الفردية أنها يمكن أن تكون جزءًا من هذا المعيار التالي ، أو ربما جسور إلى 5G. وتشمل هذه الكثير من العمل على استخدام الطيف غير المرخص ، ربما مع موجات ملليمتر ؛ حول تجميع كل من الطيف المرخص وغير المرخص ، بما في ذلك LTE-Advanced و Wi-Fi ؛ وعلى جعل الشبكة نفسها أكثر ذكاء وموثوقية وأمان.

وفي الوقت نفسه ، قام تحالف شبكات الجيل التالي من شبكات المحمول (NGMN) الذي يقوده المشغل بنشر "الورقة البيضاء 5G" ، التي توضح بالتفصيل ما تريده العديد من شركات النقل في الجيل الخامس ، ويبدو أن الخطوط العريضة لهذه الجهود المختلفة بدأت تتقارب.

جاءت العروض التوضيحية الأكثر إثارة للاهتمام من تقنيات ما قبل 5G من كبار مزودي أجهزة البنية التحتية - الكاتيل لوسنت وإريكسون ونوكيا ؛ فضلا عن عدد قليل من شركات النقل التي تحاول أن تضع نفسها في وقت مبكر في مجموعات 5G.

عرّف جميع البائعين تقريبًا 5G بأنها تأمل في زيادة سعة الشبكات بمقدار 1000 ضعف ، حتى يتمكنوا من التعامل مع أكثر من 1000 مرة من الأجهزة الموصولة بالشبكة. لاحظ أن هذه الزيادة في السعة قد لا تعني أن المستخدم الفردي سيقوم بتنزيل المعلومات فعليًا بمقدار 1000 مرة كما يفعل اليوم ، ولكن بدلاً من ذلك ستكون الشبكة ككل أسرع. ومع ذلك ، قد تكون الاتصالات للعديد من المستخدمين أسرع - الفكرة هي الحصول على المعلومات التي يحتاجها الجهاز في أسرع وقت ممكن ، ثم إخراجها من الشبكة.

من المحتمل أن يستخدم هذا الحل مجموعة أكثر كثافة من الخلايا لإرسال واستقبال المعلومات ، في تكوينات جديدة. عرض عدد من الشركات بما فيها Intel عروضًا تجريبية حول كيفية "تكثيف" الشبكة.

جزء آخر من الحل هو استخدام المزيد من الطيف ، سواء الطيف المرخص حيث تعمل LTE والتقنيات القديمة حاليًا وطيف غير مرخص. يشمل الطيف غير المرخص بعض النطاقات مثل النطاقين 2.4 و 5 جيجا هرتز التي تستخدم غالبًا في البلوتوث والواي فاي ؛ ويتضمن الطيف المتزايد فوق GHz 6 ما يُسمى غالبًا نطاقات الموجات المليمترية (mmWave). جميع شركات الراديو الكبرى ، وحتى مجموعات البحث مثل IMEC ، كانت تعرض عروض تجريبية mmWave.

في الواقع ، يتفق الجميع تقريبًا على أن المرحلة التالية ستشمل اتصالات أكثر سلاسة بين الطيف المرخص وغير المرخص. على سبيل المثال ، أنشأ Wireless Broadband Alliance تقنية النقاط الساخنة للجيل التالي (باستخدام شهادة Passpoint الخاصة بشبكة Wi-Fi Alliance) في المعرض ، ويمكن للمستخدمين الذين لديهم بطاقات SIM صالحة على بعض الشبكات الاتصال بهذه النقاط الساخنة ، باستخدام تقنية تتيح لك التنقل بين شبكات LTE و Wi-Fi دون ملاحظة. (كان من الممكن نشره وعرضه بشكل أفضل في المزيد من المواقع ، لكنه كان يعمل بشكل جيد.)

فيما يلي بعض العروض التجريبية الأكثر إثارة للاهتمام في صالة العرض:

كان SK Telecom يعرض تقنية RAT جديدة (تقنية الوصول اللاسلكي) كانت قادرة على الوصول إلى بيانات تبلغ ذروتها 7.55 جيجابت في الثانية عبر اتصال بسرعة 28 جيجاهرتز.

قال Haesung Park ، مدير البحث والتطوير في شركة SK Telecom ، إن الشركة كانت تبحث في الغالب عن الطيف فوق GHz 6 ، مثل الطيف الذي تستخدمه WiGig ، نظرًا لأن الطيف الترددي المغطى بموجب لوائح 3GPP الحالية. وقال إنه من أجل جعل هذا الأمر أكثر منطقية ، فإن "النطاق العريض المستمر هو المفتاح" ، لذلك تبحث شركات النقل في نطاقات أكبر من الطيف. لكنه أشار إلى أن الترددات الأعلى تميل إلى عدم تغلغل نطاقات 4G الحالية ، بحيث لا تزال هناك حاجة إلى التردد المنخفض.

وقالت الشركة إن خطتها ستشمل إقامة اتصال سلس بين تقنية LTE-Advanced وأي تكنولوجيا راديو جديدة ؛ ومن المحتمل أن تشمل إمكانيات الشبكة الافتراضية لوظائف الشبكة (NFV) لإدارة الشبكة بشكل أفضل. قال بارك إن إس كيه تيليكوم ترغب في بناء شبكة اختبار لعرض حل ما قبل الجيل الخامس في عام 2018 ، مع خطط لبدء التشغيل النهائي في عام 2020.

كانت نوكيا تتحدث فعليًا عن هدفها لزيادة السعة 10،000 × (!) ، باستخدام نظام 5G كامل مع خلايا كبيرة وخلايا أكثر كثافة وطبقة كثيفة جدًا من الخلايا الأصغر حجمًا ، معظمها تستخدم طيفًا أعلى من 6 جيجا هرتز. في محاكاة لمثل هذا النظام ، يمكن أن تقدم نوكيا "عدة غيغابت في كل جلسة" ، وفقًا لأجنيكا زوفارسكا ، مديرة الأبحاث الإذاعية.

تضمنت عروض نوكيا التوضيحية في MWC نظام انتباه صفيف مرحلي ، باستخدام تقنية mmWave في نطاق GHz 70. تضمنت مظاهرة تتبع الشعاع 64 حزمة تغطي كل منها ثلاث درجات يتحكم فيها هوائي اتجاهي عالي الكسب. كان التجميع بأكمله خلف الزجاج ، ولكن من المثير للاهتمام مشاهدة جهاز يتحرك ويتتبع.

كان لدى إريكسون عدد من العروض التوضيحية المثيرة للاهتمام ، بما في ذلك إظهار كيف يمكن لجهاز محمول الحصول على أكثر من 5 جيجابت في الثانية من التوصيل موصلاً بمحطة قاعدة من الجيل التالي باستخدام أجهزة راديو لتشكيل الحزم.

وفقًا لميغيل بلوكستراند ، مدير اتصالات أجهزة خط الإنتاج ، فإن 5G "ليست انفجارًا كبيرًا" ، ولكنها ستحدث من خلال تطبيق تقنيات مختلفة في أوقات مختلفة. وأشار إلى أن تقنية LTE ستكون جزءًا من حلول الجيل الخامس ، وكذلك العديد من التقنيات التي تستخدم الطيف غير المرخص.

وقال إن أحد العوامل الدافعة الكبرى هو الاستخدام المتزايد لتقنيات الهاتف المحمول (M2M) ، وتطور إنترنت الأشياء. سيتطلب القيام بكل هذا العمل تحليلات وتنبؤات للسلوك ، مما يوفر مزيدًا من الموثوقية والمرونة والتغطية للشبكة مع تقليل زمن الوصول. هذا مهم للتطبيقات مثل السيارات المستقلة أو الجراحة عن بعد أو التنقيب عن بُعد (مثل العرض التوضيحي الذي أجرته إريكسون في جناحها).

ومن المثير للاهتمام ، أن كوالكوم لم تصنف عروضها التجريبية على أنها 5G ، لأنها ترى مجالًا لطرح العديد من تقنياتها الجديدة كجزء من التقدم المستمر في التطور طويل الأمد. بالفعل ، تقول الشركة إنها تقوم بتقييم طرق العمل مع الطيف التقليدي المرخص بالإضافة إلى الطيف غير المرخص (LTE-U) ، مع تجميع نطاقي LTE و Wi-Fi معاً ، كما تتضمن هذه الميزات في أجهزة المودم LTE-Advanced الخاصة بها وهي جاهزة. ترى Qualcomm مقدمة أكثر تدريجيًا لـ 5G ، بدلاً من الانفجار الكبير ، حيث انتهى بنا المطاف بمنصة موحدة ، تضم أشكالًا متقدمة جديدة من تقنيات LTE و Wi-Fi و 5G معًا. سيستخدم هذا كلا من المحطات الأساسية التقليدية والعديد من الخلايا الصغيرة.

وقال راسموس هيلبرغ ، مدير التسويق التقني في كوالكوم: "في رأينا ، تحتاج إلى النظر في استخدامات مختلفة ، وليس فقط معدلات أعلى أو سعة أكبر". وقال إنه مع نمو إنترنت الأشياء ، يجب أن تكون 5 جي قادرة على توصيل عدد كبير من الأجهزة ، ودعم الخدمات والصناعات الجديدة.

وأشار إلى أن الاستخدامات الجديدة للشبكات اللاسلكية مثل توجيه السيارات ذاتية القيادة ستتطلب الموثوقية والكمون المنخفض للغاية والأمان. أحد الأشياء التي اعتقدت أنها كانت مثيرة للاهتمام حول منهج كوالكوم هي رؤيتها لـ "شبكة غير مهذبة" حيث تكون أجهزة المستخدم جزءًا من الشبكة بالفعل ، وذلك باستخدام التكنولوجيا المعرفية أو التعلم الآلي للاختيار من بين عدة مسارات محتملة للشبكة.