ما هو 6G؟ نظرة عامة على شبكات وتكنولوجيا 6G

في عام 2020، بدأت جهود البحث والتطوير (R&D) لشركة 6G بالفعل. وتكهنت شركة إريكسون، إحدى أكبر الشركات المصنعة لمعدات الجيل الخامس في العالم، بإمكانية إصدار المعايير المبكرة لتقنية "5G Basic" في عام 6. وفي عام 2027، من المتوقع أن يتم طرح إنترنت 2030G للبيع. لتعزيز السعة وتقليل زمن الوصول وتعزيز مشاركة الطيف، تستفيد التكنولوجيا بشكل أفضل من طيف تيراهيرتز (THz) وشبكة الوصول الراديوي الموزعة (RAN).  

كيف يعمل 6G؟ 

لأنه غير موجود، لا نعرف. ومع ذلك، هناك بعض المفاهيم التي بدأت في الانتشار والتي تقدم حلاً ممكنًا. 

يعد نقل البيانات عالي التردد محورًا رئيسيًا لأبحاث 6G. على الرغم من أن 5G لا تستخدم حاليًا أي ترددات أعلى من 39 جيجا هرتز، فمن حيث المبدأ، يمكنها العمل حتى 100 جيجا هرتز تقريبًا. بالنسبة لشبكات الجيل السادس، يعمل الباحثون على معرفة كيفية نقل البيانات باستخدام موجات في نطاق تيراهيرتز (THz) أو مئات جيجاهرتز. وعلى الرغم من أن هذه الموجات صغيرة وحساسة للغاية، إلا أن الكمية الهائلة من الطيف غير المأهول في الغلاف الجوي العلوي من شأنها أن تسمح بسرعات مذهلة للبيانات. 

نحن نفتقر إلى مواد أشباه الموصلات التي يمكن أن تعمل عند عدة تيراهيرتز. قد تحتاج إلى مصفوفات ضخمة من الهوائيات الصغيرة للحصول على أي نطاق خارج تلك الترددات. سيحتاج الباحثون إلى إنشاء نماذج تسمح للبيانات بالمرور عبر مسارات معقدة للغاية من أجل التغلب على تأثيرات بخار الماء في البيئة، الذي ينثر ويعكس إشارات التيرا هرتز. 

تسمح لك الأنظمة اللاسلكية الحالية فقط بالإرسال أو الاستقبال على أي تردد معين في وقت واحد. يمكنك تقسيم قنواتك حسب التردد (FDD) أو عن طريق إعداد فترات زمنية (TDD) لتمكين الاتصال ثنائي الاتجاه. إن إيجاد حل للإرسال والاستقبال في نفس الوقت بنفس التردد باستخدام حسابات معقدة للغاية يمكن أن يزيد من كفاءة الطيف المتاح بمقدار الضعف (وأن يكون غير متوافق تمامًا مع الشبكات الحالية). يعمل العديد من الأفراد الأذكياء بجد لمعرفة كيفية القيام بذلك على الرغم من أنه لا أحد يفهم كيفية القيام بذلك بعد. 

على الرغم من أن 5G لا يزال في المقام الأول نظامًا محوريًا حيث تتصل أجهزة المستخدم النهائي (الهواتف) بالمحطات الأساسية (أبراج الخلايا) التي تتصل بالعمود الفقري، إلا أن الشبكات المعشقة كانت مشكلة ساخنة في العديد من دوائر الشبكات لسنوات. ربما ستسمح شبكة الجيل السادس (6G) للأجهزة الذكية بالعمل كمعززات للبيانات لبعضها البعض، مما يسمح لكل جهاز باستخدام وتوسيع التغطية. 

تعد الحوسبة المقسمة أحد ابتكارات الجيل الخامس، لكن شبكة الجيل السادس قد تجعلها أكثر فعالية. يشار إلى سرعة نقل البيانات بين الأجهزة باسم الكمون. كلما انخفض زمن الوصول، زاد اعتماد هاتفك المحمول على الحوسبة المقسمة، حيث تتم معالجة بعض البيانات محليًا، ويتم معالجة بعضها في مكان آخر ونقلها. يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة للتطبيقات التي توفر لجهازك دفقًا مستمرًا من المعلومات المتطورة لأن الجهاز الذي تحمله في يدك لا يمكن أن يكون بنفس قوة أجهزة الكمبيوتر العملاقة الموجودة في السحابة. 

الهدف من 6G هو تحقيق زمن وصول أقل من 1 مللي ثانية، وهو ما سيتطلب الكثير من التطورات التكنولوجية الأخرى ولكنه قد يمكّن بعض تطبيقات الحوسبة المقسمة الرائعة حقًا. على سبيل المثال، قد يكون لديك نظارات الواقع المعزز التي ترسل معلومات حول ما تراه - على سبيل المثال، قطعة رائعة من فن الشارع - إلى السحابة وتحصل عليها في الوقت الفعلي، دون أي معالجة محلية، بالإضافة إلى تفاصيل عن الفنان أو حتى مقطع فيديو للجدارية التي يتم رسمها. 

تشير ورقة بيضاء من جامعة أولو إلى أن إصدارًا جديدًا من بروتوكول الإنترنت (IP) قد يكون ضروريًا أيضًا. ونتيجة لذلك، سوف يتغير هيكل الإنترنت ككل. تصف الورقة حزمة IP الحالية بأنها تشبه رسالة من الدرجة الأولى، مع مظروف معنون وبعض الأوراق النصية؛ ستكون حزمة "IP الجديدة" بمثابة حزمة FedEx التي تتضمن معلومات التوجيه والأولوية. 

كل هذه الأشياء تسير معًا. على سبيل المثال، قد تكون الشبكات المعشقة قادرة على حل المشكلات الناجمة عن النطاق المحدود لإشارات تيراهيرتز. يمكن لتكنولوجيا المسافات القصيرة أن تعمل على مساحة أوسع بكثير إذا كانت بياناتك يمكن أن تنتقل من هاتفك إلى معطف شخص ما، أو سيارة في الشارع، أو عمود إنارة، وأخيرًا إلى محطة أساسية. 

6G العمارة  

للابتعاد عن نموذج العميل الفردي والخادم الفردي، بدأت اتصالات 5G في تنفيذ مبدأ الإنترنت للبنية الموجهة نحو الخدمة (SOA). على مستوى التطبيقات وخدمة الشبكة، انتقلت العديد من خدمات الإنترنت أيضًا من كونها متجانسة إلى خدمات صغيرة متعاونة، وتطور نشر الخدمات من أجهزة الخادم المخصصة إلى المحاكاة الافتراضية على البنية التحتية السحابية. ومع ذلك، كانت هذه الطريقة مقتصرة على مستوى التحكم، والشبكة الأساسية (CN)، ومستوى الإدارة مع بنية الإدارة القائمة على الخدمة (SBMA)، بدلاً من الانتقال إلى نظام قائم على الخدمة من طرف إلى طرف. البنية التحتية (SBA)، واستمرت في الاعتماد على أجهزة متخصصة تعمل على تشغيل عقد شبكة وصول راديوية (RAN) متميزة منطقيًا. مع 6G، من المتوقع أن تكون SBA قادرة على التوسع عبر الشبكة بأكملها، وعبر جميع المستويات، ومن النهاية إلى النهاية، بما في ذلك CN وRAN والمحطات الطرفية. وهذا سيتيح قدرًا أكبر من المرونة التشغيلية والنشر، ويدعم مفاهيم شبكة الشبكات، ويجعل تكامل النظام الفرعي وقابلية التوسع أسهل.