على أعتاب ثورة تكنولوجية جديدة قادمة في عالم الأتصالات ، شبكات الجيل السادس ستجعل الخيال العلمي واقعا ملموسا

لايزال استخدام شبكات اتصالات الجيل الخامس 5G مستمراً في جميع أنحاء العالم، ولا تزال العديد من مناطق العالم تستخدم شبكات اتصالات الجيل الرابع 4G وحتى الجيل الثالث 3G في بعض البلدان.

مع الانتشار السريع لشبكات الجيل الخامس "5 جي" (5G) في العديد من الدول اذ غدت الشبكة السائدة في العالم في وقت مبكر من هذا العام  ، بدأ العلماء حاليا النظر والبحث في الجيل التالي من الشبكات وهو شبكة الجيل السادس "6 جي" (6G) التي من المتوقع أن تبدأ العمل على نحو تجاري مع بداية عام 2030.

ولعل ما يسرّع البحث في شبكات الجيل السادس هو سبق الصين للولايات المتحدة الأميركية خصوصا، والدول الغربية عموما في تبنّي شبكات الجيل الخامس وسيطرتها على انتشارها، فقد نجحت الصين في السنوات القليلة الماضية في تحقيق انتشار عالمي واسع لشبكاتها من الجيل الخامس، بسبب أسعارها المنافسة، وقدراتها الخارقة على الاتصال مقارنة بالأجيال السابقة من الشبكات، لكن الولايات المتحدة قد تجد فرصة للعودة إلى المنافسة في مجال اتصالات الإنترنت، من خلال تطوير شبكات الجيل السادس.

فبالتأكيد يبدو أنّه من المبكر بعض الشيء طرح مصطلح شبكات الجيل السادس 6G ولكن، ما هو استخدامنا لشبكات الجيل السادس (6G) في حين أن عدداً قليلاً نسبياً من الأشخاص يمكنهم استخدام شبكة الجيل الخامس 5G.

ستغير تقنية الجيل السادس 6G شكل الإنترنت الذي نعرفه اليوم، حيث ستكون سرعة النقل كبيرة إلى حد بعيد، ولن نكون مجبرين على انتظار أشرطة تقدم التحميل لأي كمية عادية من البيانات، فببساطة سيكون كل شيء متاحاً مباشرةً، ومع أنّ هذه التقنية ما زالت في مرحلة وضع المعايير، وبالتأكيد ستأخذ وقت طويل قبل دخول حيّز الاستخدام.

حقيقةً من الصعب في الوقت الحالي تعريف تقنية الجيل السادس بشكل دقيق، لكن هناك بعض الشائعات حول هذه التقنية، حيث وبحسب تلك الشائعات ستوفر معدل نقل بيانات قد يبلغ 1Tb في الثانية، كما أن عرض الحزمة سيكون أفضل بكثير من قيمه الحالية في شبكات الجيل الخامس، بالإضافة إلى أن المحطات القاعدية ستخدم عدد ضخم من المستخدمين قد يفوق بكثير المليون مستخدم التي ستخدمها محطات الجيل الخامس.

  يعني 6G في مجال الاتصالات، الجيل السادس من تكنولوجيا الشبكات اللاسلكية. تهدف التكنولوجيا اللاسكلية إلى دعم البيانات الخلوية بشكل أسرع من شبكة الجيل الخامس السابقة. لم يتم طرح شبكات 6G، لكن أبدت معظم الشركات في جميع أنحاء العالم اهتماماً بنشر الشبكة الخلوية واسعة النطاق في خططها التجارية. بينما تبحث العديد من الدراسات بالفعل في تنفيذ الشبكة في المستقبل، تزعم التقارير أن الشبكة ستسرّع العديد من عمليات التطوير مما يوفر قدراً كبيراً من الوقت مقارنة بالشبكات السابقة.

شبكات الجيل السادس ، البداية والتأسيس

بصورة مماثلة، من المتوقع أن تسهّل الشبكة وتدعم التحسينات الشاملة في مجالات مثل التصوير ومعرفة الموقع ومشاركة التكنولوجيا. تم اختيار الشبكة أيضاً للعمل مع منافذ تقنية أخرى مثل الذكاء الصناعي لتمكين البنية التحتية الحاسوبية لـ 6G من اتخاذ قرارات مهمة بناءً على معالجة البيانات ومشاركتها وتخزينها مع توفير أقل زمن انتقال.

يُتوقع العديد من المزايا مقارنة بشبكة 5G المُستخدمة بالفعل في المدن والبلدات الرئيسية، خاصة في دول مثل الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وأستراليا. إلى جانب توسيع نطاق القدرات التي أظهرتها 5G، ستدعم شبكة 6G التطبيق المبتكر بشكل متزايد في مجالات اتصال التكنولوجيا اللاسلكية والاتصالات والتصوير والمعرفة. يمكن أن تؤدي التوقعات إلى تطورات كبيرة محتملة في جميع أنحاء العالم حيث ستصبح العديد من العمليات متكاملة بشكل أكثر سلاسة كجزء من البنية التحتية الحاسوبية لتقنية 6G.

تدير أنظمة الاتصالات في القطاع التجاري أعينها وتقدم توصيات حول الشكل الذي يجب أن يبدو عليه تطوير تقنية 6G اللاسلكية حتى في التطور المبكر لشبكة 5G.

إذا تمكنت تقنية شبكة 6G من تلبية احتياجات الاتصالات التجارية وللأجهزة النقالة عند إطلاقها، فسيتم الكشف عن المزيد من الابتكارات في حين من المحتمل أن تلبي الأنظمة الحالية التي تتطلب تحسينات الأهداف المتوقعة. ومن ثم، فإن التقدم سيحول التكنولوجيا اللاسلكية، وستحظى الاستثمارات الضخمة التي تحدث بسبب المستوى التكنولوجي الحالي بلا شك بدعم ممتاز أكثر بكثير.

بالنظر إلى تطورات الجيل السادس، فإن العديد من المشاريع البحثية جارية لتحديد ما قد يكون ممكناً وكل ما هو مطلوب لجعل 6G أكثر أهمية. بينما لا تزال شبكة 5G تتطور، من المحتمل أن تعتمد شبكة 6G على عيوب تجارب شبكات الأجيال السابقة والترقيات الأخرى المتوقعة فيما يتعلق بالتوافق مع العديد من الصناعات التي قد تحتاجها لتصبح مفيدة.

خذ المثال حيث يستخدم العديد من الأشخاص في جميع أنحاء العالم بشكل متزايد إنترنت الأشياء والاتصال بين المركبات وتبادل المعلومات في صناعة السيارات. من المحتمل أن تغطي تلك الصناعة 6G والعديد من المشاريع التقنية الأخرى بطريقة لا يمكن أن تلبيها 5G.

ألقِ نظرة على العوامل الرئيسية التالية التي من المرجح أن توفر الأنظمة اللاسلكية 6G كفاءة طيفية الحجم.

• سعة شبكية عالية
• تعزيز أمن البيانات
• الذكاء الاصطناعي للاتصالات المتكاملة
• اتصالات ضخمة من نموذج الآلة
• الإنترنت عن طريق اللمس
• توصيل منخفض وازدحام شبكة الوصول
• اتصال فائق الموثوقية بزمن انتقال منخفض
• النطاق العريض المتنقل المحسن
• دمج شبكة الأقمار الصناعية
• ذكاء متصل
• التكامل السلس لنقل الطاقة والمعلومات اللاسلكية
• اتصال ثلاثي الأبعاد فائق واسع الانتشار
• البرمجيات والافتراضية

ما هي التقنيات الرئيسية التي من شأنها تمكين الاتصال اللاسلكي 6G؟ يجب أن تحتوي أنظمة 6G على تقنيات دافعة لضمان حل عيوب أجيال الشبكات اللاسلكية السابقة. هذه التقنيات هي على النحو التالي:

• الذكاء الاصطناعي
• اتصالات Terahertz
• التكنولوجيا اللاسلكية الضوئية
• تقنية إدخال متعدد وإخراج متعدد ضخمة
• شبكة التوصيل FSO
• شبكات ثلاثية الأبعاد
• طائرة بدون طيار
• التواصل الكمي
• Blockchain
• اتصالات خالية من الخلايا
• تحليلات البيانات الضخمة
• شعاع ثلاثي الأبعاد
• تكامل شبكات الوصول-التوصيل
• تكامل الاستشعار والتواصل

لماذا نتحدث عن شبكات 6G الآن؟ تنتشر الكثير من الحملات الإعلانية حول شبكة 6G، على الرغم من عدم وجودها بعد. مجال الاتصالات السلكية واللاسلكية في مراحلها الأولى من تطوير شبكة 5G، كما يبدو في العديد من البلدان في جميع أنحاء العالم. يمكنك أن تتوقع أن يتم تصنيف العديد من الأشياء على أنها 6G في السوق أو عبر مواقع الويب المختلفة التي تميل إلى متابعة القضايا الهامة المتعلقة بتطورات 6G ونطاقات ترددها. في حين أن ذلك ليس صحيحاً، إلا أن شبكة 6G سيتم نشرها بالكامل بين ٢٠٢٨ و٢٠٣٠. لا يوجد تقدم تقني يدعم مفاهيم 6G في الواقع حتى الآن؛ لذا، من المبكر أن تشعر بالحماس تجاه هذه التقنية.

تاريخ اصدار شبكة الجيل السادس

من المتوقع إطلاق شبكة 6G رسمياً في عام ٢٠٣٠.

في الوقت الحالي، ستؤدي المناقشات المبكرة، والمشاريع البحثية، والتطورات إلى تحويل شبكة 6G إلى واقع ملموس في المستقبل. يعتمد تطوير شبكة 6G اللاسلكية على الطلب على السرعة القصوى في مختلف الابتكارات التي تتطلب استثمارات ضخمة في تقنيات الشبكات اللاسلكية. وبصورة مماثلة، إن التطور مدفوع بشبكة الوصول الراديوي الموزعة بشكل متزايد (RAN) والرغبة في استخدام طيف terahertz لتوفير سعة أكبر، وزمن انتقال منخفض، وكفاء لمشاركة البيانات.

في هذا التطور، تتطلع 6G إلى حل العديد من المشكلات المرتبطة بنشر mmWave لشبكة 5G، من بين المشكلات الأخرى التي قد لا تعالجها شبكات الجيل السابق بكامل طاقتها.

مجالات تطبيق شبكات الجيل السادس

أثناء البحث في تطبيقات 6G، كن على علم أن شبكة 5G كان لديها توجه واضح لاختراق المجتمع في جميع أنحاء العالم لتقديم نظام معلوماتي واسع النطاق يركز على المستخدمين. ومع ذلك، لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه بسبب ضيق وقت رسم المعايير ونضج أجيال الشبكة الحالية فيما يتعلق بتطوير التكنولوجيا.

بالنظر إلى التجارب في قطاع الاتصالات، لا تزال هناك أوجه قصور في تبادل المعلومات. تتطلب متطلبات إنترنت الأشياء حول العالم والتوسع السريع للأنشطة البشرية والمجالات التقنية تقنية شبكة لاسلكية أكثر شمولاً وتنوعاً، وهو الأمر الذي تتطلع 6G إلى تقديمه. بعد ١٠ سنوات، سيكون لدينا شبكة 6G تلبي احتياجات تفاعل المعلومات المختلفة حتى بعد التطوير الكامل لشبكة 5G.

عادةً ما تتطلع شبكة 6G إلى تلبية توجهات التطوير المهمة في الاتصال الذكي، والاتصال العميق، والاتصال الهولوغرافي، والاتصال في كل مكان. لا تكاد إمكانات وكفاءة اتصال واتصالات 5G أن تفي بالاتصال المنتشر المتوقع حقاً ولكنها تؤكد بالأحرى على عدد اتصالات الإنتاجية بدلاً من الأداء في الوقت الفعلي. بشكل عام، تتمتع شبكة 6G برؤية تتطلب الموثوقية، والاتصال المكثف، والوقت الحقيقي، ومتطلبات الإنتاجية لتقديم حل فعال للتحديات الجديدة والكبيرة التي تواجه شبكات الاتصال.

مع ذلك، سيتم تطبيق 6G في مشاريع مختلفة تعتمد في مختلف الصناعات. على الرغم من أنه سيتم تطوير تقنيات الاتصال الجديدة بشكل أكبر، فإن البعض سيعتمد على مؤسسات 5G الموجودة بالفعل. يتم وصف التطبيق الحساس لشبكة 6G اللاسلكية أدناه.

الواقع الممتد (XR): ستدعم 6G تقنيات الواقع المعزز، والواقع الافتراضي، والواقع المختلط في أنظمة الاتصالات. ستجمع هذه الميزات بين الذكاء الاصطناعي وأشياء ثلاثية الأبعاد لتوفير متطلبات الإدراك الحسي للمعرفة، والحوسبة، والتخزين، وعلم وظائف الأعضاء، وحواس الإنسان. سوف تولد التقنيات أحاسيس واقعية وتستنسخ بيئات حقيقية لإنشاء تصورات وأجواء للتفاعل بالزمن الحقيقي.

الروبوتات وأنظمة ذاتية التحكم: ستنشر تقنية 6G اللاسلكية روبوتات متصلة وأنظمة مستقلة لتغيير أنماط الحياة اليومية. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك، السيارات ذاتية القيادة التي تدرك البيئة المحيطة باستخدام أجهزة استشعار مثل نظام تحديد الموقع العالمي (GPS)، وكشافات الضوء والمدى، والسونار، والرادار، وقياس المسافات.

مجتمع فائق الذكاء: سيتم استخدام 6G في إنشاء مجتمع ذكي من شأنه تحسين طبيعة الحياة، والمراقبة البيئية، والأتمتة بمساعدة اتصالات الذكاء الصنعي وجمع الطاقة. سيتبنى المجتمع استخدام الأجهزة المحمولة الذكية والسيارات المستقلة مع التحكم في كل شيء عن بعد.

التفاعل اللاسلكي بين الدماغ والكمبيوتر: هذه عملية لمسار اتصال مباشر بين الدماغ والأجهزة الخارجية من خلال إرسال إشارات الدماغ إلى جهاز رقمي يقوم بتحليل الإشارات وتفسيرها إلى أفعال. ستساهم 6G في تطوير أنظمة BCI لتحسين الحياة الذكية.

رعاية صحية ذكية: ستلعب 6G دوراً أساسياً في أنظمة الصحة الطبية لبناء رعاية صحية أفضل. سيتم دمج ابتكارات مثل التصوير المجسم، والذكاء الاصطناعي، والحاسبة المتنقلة في الأنظمة الصحية للمساعدة حتى في الجراحة عن بُعد ونقل كميات هائلة من المعلومات الطبية لتحسين جودة الرعاية.

الأتمتة والتصنيع: ستساهم 6G في التحكم الآلي في العمليات والأجهزة والأنظمة لتوفير موثوقية عالية وزمن انتقال منخفض. ستضمن الأتمتة أيضاً نقل البيانات بدون أخطاء في مختلف المجالات وتقليل فقد البيانات في عملية الإرسال والاستقبال.

إنترنت كل شيء: ستشارك 6G في تكامل وتنسيق عناصر الحاسبة والأشياء والأشخاص والعمليات وأجهزة الاستشعار والبيانات من خلال البنية التحتية للإنترنت. إلى جانب تقديم الدعم الكامل، ستضمن شبكة 6G التواصل الفعال والذكاء لتطوير مجتمع ذكي وصحة ذكية وصناعات ذكية.

فوائد شبكات الجيل السادس 6G

أي شيء يمكن استخدامه حالياً في اتصال الشبكة سيتم تحسينه بشكلٍ كبيرٍ على شبكة الجيل السادس (6G). حرفياً، سيظهر كلُّ تحسينٍ تجلبه شبكة الجيل الخامس (5G) كإصدارٍ أفضل ومحسّن على شبكة الجيل السادس (6G).

نحن نتجه بالفعل إلى أن يكون لدينا أنظمة “واقع افتراضي” (VR) وأنظمة “واقع معزز” (AR) أكثر قوّةً باستخدام شبكات الجيل الخامس (5G)، بالإضافة إلى “مدن ذكية” مترابطة و”مزارع حقيقية” متصلة بالانترنت، وأنظمة “ذكاء اصطناعي” (AI) في متناول أيدينا، و”روبوتات ذكية” تعمل في المصانع، وسيكون بإمكان السيارات في الشوارع التواصل فيما بينها، والمزيد.

ستستمر شبكات الجيل السادس (6G) في دعم كل هذه المجالات مع تقديم المزيد من “عرض النطاق الترددي” الذي سيؤدي في النهاية إلى توسيع الابتكار إلى أبعد من ذلك، وربما حتى في المجالات التي لم نستغلها بعد أو حتى لم نفكر فيها.

فمثلاً، يقول ماركوس ويلدون من مختبرات نوكيا بيل أنَّ الجيل السادس سيكون بمثابة “تجربة الحاسة السادسة للبشر والآلات” حيث يلتقي علم الأحياء مع الذكاء الاصطناعي.

ما يجعل شبكات الجيل الخامس (5G) رائعةً هو انخفاض زمن التأخير (Latency) الذي يبلغ حوالي 4 مللي ثانية فقط، ولكن شبكات الجيل السادس (6G) قد تؤدي إلى مزيدٍ من الانخفاض، وربما حتى لدرجةٍ يمكننا فيها القول بأمان أنَّه لا يوجد تقريباً أيُّ زمن تأخيرٍ (Zero Latency).

سيقتصر الوقت الصغير جداً لبدء تشغيل الأفلام والتلفزيون والألعاب فقط على المدة القصيرة التي تستغرقها الشاشة للتشغيل، ويمكن أن تكون مكالمات الفيديو واضحةً تماماً مثل الوقوف أمام الشخص الآخر على أرض الواقع.

كما رأينا في الماضي مع شبكات الجيل الثالث (3G) والرابع (4G) والخامس (5G)، مع زيادة عدد مستخدمي الشبكة، تزداد أيضاً تطبيقاتها. سيؤدي ذلك إلى تأثيرٍ مذهلٍ حيث يمكن إنشاء منتجات وخدمات جديدة للاستفادة من عرض النطاق الترددي العالي جداً لشبكات الجيل السادس (6G) والميزات المحسّنة الأخرى إلى أقصى مدى لها.

ولتلبية هذه المتطلبات، قدم باحثون من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) التابع لوزارة التجارة الأميركية أخيرا نظرية أطلقوا عليها اسم "نظرية صندوق البريد" (mailbox theory)، وفي هذه النظرية قالوا إن شبكات الجيل السادس القادمة ستتميز بالسمات الآتية:

شبكة ذكية موزعة

سيكون لشبكة الجيل السادس تطبيقات ذكية مدمجة ومبثوثة في جميع أنحاء الشبكة، بحيث تكون ذكية ومدارة ومسيطرا عليها، وستكون الشبكة قادرة على نقل وتخزين وتحليل البيانات الواسعة النطاق مع توفير إمكانية الوصول الشخصي إليها في أي زمان ومكان.

شبكة تفاعلية استباقية

ستكون شبكة شخصية تفاعلية تركز على الطلب، حيث سيحدد المستخدمون وظائف الشبكة لجدولة الموارد عند طلبها أو الحاجة إليها، فضلا عن ذلك، سيتم ضبط الشبكة في الوقت الفعلي وفقا للتغييرات في طلب المستخدم، ويتطلب مثل هذا التصميم ذكاء اصطناعيا لضبط الشبكة مع حماية البيانات الشخصية.

نقل المعلومات المعرفية المطلوبة

مقارنة بشبكات الاتصالات التقليدية، ستقلل شبكة الجيل السادس كثيرا من عمليات النقل الزائدة عن الحاجة، وتضمن بشكل أفضل استخراج المعاني الدلالية وإرسالها بدلا من إرسال كميات كبيرة من المعلومات غير ذات الصلة بموضوع البحث، التي قد تربك المستخدمين وتشتت أذهانهم.

كما أن شبكات الجيل السادس ستؤدي إلى عالم متصل على نحو شامل ومتكامل بتكامل الاتصالات اللاسلكية والأقمار الصناعية، الذي يمكن أن يحقق تغطية عالمية من خلال تكامل الاتصالات عبر الأقمار الصناعية، وهو ما يعني عالما متصلا على نحو دائم بعيدا عن انقطاع الاتصال الذي كان يحدث في الأجيال السابقة من الشبكات.

مقارنة السرعة بين شبكة الجيل الخامس والجيل السادس

بالكاد تتوفر 5G في معظم أنحاء العالم لأنها في مراحل تطورها المبكرة. ومع ذلك، هناك تغطية أوسع في دول مثل الولايات المتحدة، والمملكة المتحدة، وأستراليا، وعدد قليل من البلدان الأخرى التي تصل إلى الطرح التجاري. لا تتفاجئ لأن حتى 4G إلى الآن لم تصل بالكامل إلى بعض بلدان العالم. ومع ذلك، فإن بعض البلدان تخطط بالفعل لشبكة 6G التي من المحتمل أن يتم الكشف عنها في المستقبل. إذاً، كيف تختلف شبكة 6G عن شبكة 5G؟ تحقق من النقاط التالية للحصول على صورة واضحة للشبكتين اللاسلكيتين.

وبالمقارنة مع شبكة الجيل الخامس، ستزيد شبكة الجيل السادس معدلات نقل البيانات بأكثر من 100 مرة لتصل إلى واحد تيرابايت في الثانية أو أكثر، كما أن زمن الاستجابة لشبكات الجيل السادس سيكون أقل من 100 ميكروثانية (0.1 ميلي متر في الثانية)، وهو عُشر زمن الاستجابة لشبكات الجيل الخامس، وتتفوق شبكات الجيل السادس بكثير على شبكات الجيل الخامس من حيث معدل الذروة والتأخير، وكثافة الحركة وكثافة الاتصال والتنقل، وقدرات تحديد المواقع، فضلا عن تغطية شبكات أوسع بكثير، وذلك كما ذكرت منصة "آر سي آر وايرليس" (RCRwireless) في تقرير حديث لها.

وكل هذه المميزات ستمكّن الأجهزة الذكية المرتبطة بهذه الشبكة من نقل كميات هائلة من البيانات إلى المكان المطلوب في الزمن المطلوب بسرعة قياسية، وفي هذا السياق ستحتاج شبكات الجيل السادس إلى تعديل ومواءمة الخدمات التي تقدمها لتلبية الطلبات اللازمة، ونقل البيانات القيّمة والتفاعل مع المستخدمين.

• بينما تستخدم كل من 5G و6G ترددات عالية على الطيف اللاسلكي لنقل البيانات، تميل 5G إلى أن تشغل تردد نطاق عريض أقل من 6GHZ وتردد نطاق أعلى من 24.25GHZ .
• بينما تجعل شبكة 5G إنترنت الأشياء واقعاً عملياً يومياً، فإن شبكة 6G تسرع العملية لاكتساب قوة دفع واسعة النطاق وتضمن عمل الأجهزة الذكية على النحو الأمثل.
• لن تحل شبكات 5G ولا 6G محل شبكات الجيل السابقة. تعاني كل شبكة من متطلبات البنية التحتية الخاصة بها ومتطلبات الشبكة السابقة لتعزيز الاتصال.

وحسب منصة "تيك واير آسيا" (techwireasia)، فإن تقنية شبكات الجيل السادس ستساعد الثورة الصناعية الرابعة على بلوغ ذروتها في العقد القادم من الزمن، فبسبب السرعة الفائقة في نقل البيانات والمعلومات ونطاق التردد الواسع الذي تملكه، فإن تطبيقات مثل إنترنت الأشياء الذي يتطلب اتصال عدد كبير من الأجهزة في وقت واحد بالشبكة، وسيارات الأجرة الطائرة، والأدمغة البشرية المتصلة بشكل مباشر بالإنترنت، فضلا عن تقنية الهولوغرام (الصور المجسمة في الوقت الفعلي) كلها ستصبح شيئا عاديا جدا في حياتنا. وفي الحقيقة، مع شبكة الجيل السادس، إن ما كان خيالا علميا سيصبح واقعا متجسدا وطبيعيا في حياتنا بل ضروريا لحضارتنا وطرق معيشتنا، تماما مثلها مثل شبكتي الإنترنت والكهرباء الآن.

المصادر:

• https://www.techtarget.com/searchnetworking/definition/6G
• https://www.cnbc.com/2023/03/08/what-is-6g-and-when-will-it-launch-telco-execs-predict.html
• https://www.electronics-notes.com/articles/connectivity/6g-mobile-wireless-cellular/technology-basics.php