مقدمة: ثوب الاتصالات الجديدة

وقد تطور الاتصال المتنقل من المكالمات الصوتية إلى البيانات العالية السرعة والآن إلى التجارب غير المتطورة، وبينما لا يزال 5G يوسع نطاق آثاره، فإن الباحثين وقادة الصناعة يهيئون بالفعل الأساس للجيل السادس من التكنولوجيا اللاسلكية، المعروف بـ 6G. والمتوقع أن يقطعوا شوطا تجاريا نحو 2030، يعد 6G بدفع حدود القدرة على الاتصال إلى ما هو أبعد من أي شيء شوهد من قبل.

ولا تقتصر القفزة من 5G إلى 6G على زيادة السرعة التدريجية، بل تشمل إعادة التفكير الأساسية في هيكل الشبكة، واستخدام الطيف، وإدماج الاستخبارات الاصطناعية، فالتواصل الهولوغرافي يمثل عرضاً مثالياً لهذه التطورات، لأن متطلباته القصوى في النطاق الترددي، والتساهل، وتجهيز البيانات لا يمكن تلبيتها إلا من خلال جيل من الشبكات التي تُبنى من أرض الواقع على هذه المهام.

من 5G إلى 6G: A Quantum Leap in Connectivity

To understand 6G’s potential, it helps to look at what 5G already achieves and where it falls short. 5G delivers top data rates on the order of 10–20 Gbps, latency as low as 1 millisecond in ideal conditions, and support for a massive‐- —‐link devices. However, even these impressive numbers are insufficient for true holographic Telpresence, which requires

6 زاي مصمم لسد هذه الفجوة، ويشمل الأداء المستهدف ما يلي:

  • Peak data rates exceeding 1 Tbps - almost 100 times faster than 5G.
  • تساهل منخفض إلى حد 0.1 متر - وهو ترتيب يقل حجمه عن 5G، مما يتيح الحصول على تغذية مرتدة في الوقت الحقيقي وتفاعلات هولوغرافية متزامنة.
  • الموثوقية والتوافر ] - 99.999 في المائة من وقت العمل الإضافي في التطبيقات البالغة الأهمية.
  • Massive connectivity] — supporting up to 10 million devices per square kilometer, including sensors, displays, and wearable holographic projectors.
  • Integrated Sen and communication] - networks that can concur transmit data and sense the environment, essential for capturing and reconstructing 3D scenes.

وتأتي هذه التحسينات من مزيج من المعدات الجديدة، والخرغاريتمات المتقدمة، والتحول إلى تصميم الشبكة الإلكترونية ]. وعلى عكس 5G، حيث تكون الاستخبارات الاصطناعية في كثير من الأحيان مبالغة، ستدمج شبكات من طراز 6G ماكينات تعلم في كل طبقة، من تخصيص الموارد إلى تصحيح التلاعب والخطأ.

Core Technologies Powering 6G

فالتواصل الهولندي هو أحد التطبيقات العديدة التي ستمكنها 6 زاي، ولكنه يمثل أكثر الطلبات احتياجا، فالركائز التقنية التالية تتيح ذلك.

تيراهرتز )ث( الاتصالات

6G will operate in the sub‐terahertz and terahertz frequency bands (100 GHz to 3 THz), a region largely untapped in previous generations. These frequencies offer enormous bandwidth -- up to tens of Giahertz per channel -- which is necessary for transmit the massive amounts of data required by holographic video streams. The trade-ofcoming signals have very shortmo

AI —Native Network Architecture

وتتابع الشبكات الخلوية التقليدية ترتيبا هرميا محددا مسبقا لمحطات الأساس والشبكات الأساسية والحواسيب المركزية. وستعتمد الشبكة موزعة توزيعا كاملا، ومصمما مدفوعا بالشبكة حيث يمكن للمراكز الشبكية أن تتخذ قرارات مستقلة في الوقت الحقيقي، فعلى سبيل المثال، عندما يبادر المستخدم إلى إجراء مكالمة هولوغرافية، ستخصص الشبكة فورا النسق الأمثل من نماذج الترددات غير الماهرة، والموارد المجهزة.

Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS)

إن نظام " RIS " هو مجموعة سلبية أو شبه سلبية من العناصر القابلة للبرمجة التي يمكن أن تعكس أو تصلح أو تستوعب موجات الكهرومغناطيسية بطرق خاضعة للمراقبة، وتوضع على الجدران أو السقف أو حتى الأثاث، وهي تعمل مثل المرايا الذكية التي تبث إشارات ثيث حول العقبات وداخل مناطق الظل، وهذه التكنولوجيا حاسمة بالنسبة للاتصال القاعدي الداخلي حيث كثيرا ما تُغلق خطوط الوصل إلى البيئة.

الاستشعار المتقدم والاختراق المتكامل للهوغرافيا

ومن أجل الدعوة إلى العمل، يجب أن تُستولى بيئة المرسل في الوقت الحقيقي بدقة عالية، وهذا يتطلب مجموعة من الكاميرات المتعمقة، ليدار، والميكروفونات الضخمة التي تعمل على مدار الساعة، و، لإنشاء نموذج كامل من 3D للشخص وضواحيها.

الاتصال الجغرافي: كيف يعمل وما يحتاج إليه

ويتجاوز الاتصال الهولندي كثيراً المكالمات التي يُشاهدها في الخيال العلمي بواسطة ثلاثة ديوان، ويُتوقع أن يُنظر إلى صورة ثلاثية الأبعاد من أي زاوية دون نظارات خاصة، وأن تُحدَّث بمعدلات تفاعلية مع الضوء والظلال، ويتحقق ذلك من خلال عرض ميداني للضوء يُعدّد كثافة واتجاه الأشعة الضوئية البديلة المنبعثة من:

وبغض النظر عن تكنولوجيا العرض، فإن احتياجات الشبكة هائلة، وقد يتطلب تدفق فيديو هولندي واحد ]الإطارات: صفر[ ١-١٠ Tbps] من خلال الناتج، حسب القرار، والعمق، ومعدل الإطار، ويمكن أن تقلل أساليب الضغط من ذلك، ولكنها تستحدث عوامل تساهلية وقطعية تقلل من الخبرة غير الماهرة.

وتشمل العوامل الرئيسية التي تتيحها الأجهزة ما يلي:

  • Advanced photonic devices] such as spatial light modulators (SLMs) that can manipulate light at the pixel level.
  • High--resolution micro-LED or laser projectorصفs] that can produce bright, color-accurate holograms.
  • Realtime rendering motors] powered by AI that can compute diffraction patterns or light field data from 3D camera feeds with minimal delay.
  • Haptic cages and volumetric speakers] to provide tactile and auditory feedback, completing the illusion of presence.

تطبيقات الثورة في جميع الصناعات

وسيؤدي الجمع بين 6 ج وخط الاتصال الهولندي إلى فتح باب استخدام الحالات التي كانت مستحيلة أو غير عملية في السابق، وهنا بعض المجالات الأكثر واعدة.

التعليم والتدريب

تخيل طالب طبي يدرس التشريح ليس من خلال كتاب أو شريط فيديو رقم 2D ولكن من خلال فحص مقياس الحياة التفاعلي للجسد البشري الذي يمكن تناوبه وتفرقته وتكبيره، مع 6G، الطلاب في مختلف المعسكرات يمكن أن ينضموا إلى فصل دراسي مشترك حيث يظهر المعلم كمشروع 3D ويمكن أن يشير إلى أساليب التلقيم التقليدية، في حين أن التغذية الخافضة للدمغة ترتفع.

الرعاية الصحية والتطبيب عن بعد

وسيتيح التطبيب عن بعد بواسطة هولوغرافيا لخبير فحص مريض كما لو كان في نفس الغرفة، ويمكن للممرضة في الموقع أن تستخدم جهازاً مسحياً هولندياً لنقل صورة كاملة من الـ 3D، ويمكن للطبيب أن يُعرض على مفترق الأورام للتشغيل، والنحاس، ومناقشة النتائج.

المشاركة في أنشطة الترفيه والتفاعل الاجتماعي

ويمكن تحويل المقاطع ودور المسرح والأحداث الرياضية إلى غرف معيشية كإنتاجات هولوغرافية كاملة، ويمكن للفولز أن يتجول في مرحلة هولوغرافية، ويختار وجهة نظرهم، ويسمعون سمعة دقيقة من الناحية المكانية، ويمكن أن تتطور مناهج وسائط الإعلام الاجتماعية إلى شبكات اجتماعية غير واضحة هولغرافية حيث يجتمع الأصدقاء كنموذجين للحضور المادي أو التوقعات الواقعية في خط مشترك للفضاء.

التعاون في مجال الأعمال التجارية والبعثات

فالأدوات الحالية التي تبث بالفيديو مثل زوم والأفرقة جيدة بما يكفي للعديد من الاجتماعات، ولكنها تفتقر إلى المكعبات غير الشفرية، والوعي المكاني، والوجود العاطفي للتفاعل بين الوجه والوجه، وتعالج هذه المسألة بجعل المشاركين يجلسون حول طاولة افتراضية، ويرون لغة كل منهم من جميع الزوايا، ويتفاعلون مع ثلاثة دي أشياء مثل نماذج المنتجات أو نماذج السفر المعمارية في الوقت الحقيقي.

التصميم الصناعي والتصنيع الصناعي

ويمكن للمهندسين أن ينظروا إلى نموذج مبدئي مركب جديد أو مبنى جديد، وأن يُدخلوا تعديلات على استخدام لفتات اليد، وأن يُجريوا محاكاة - دون أن يُنشئوا نموذجا ماديا - ويمكن للخبراء عن بعد أن يرشدوا العاملين الميدانيين عن طريق تقديم تعليمات هولغرافية مباشرة إلى أماكن عملهم.

التحديات التي تواجه مسارات الجغرافيا إلى 6G

وعلى الرغم من الإثارة، لا تزال هناك عقبات كبيرة قبل أن يصبح الاتصال الهمجي خدمة رئيسية، وهذه التحديات هي تحديات تقنية واجتماعية على حد سواء.

تكاليف الهياكل الأساسية والوزع

ويتطلب الاتصال شبكة من محطات القاعدة وأفرقة البحث عن الطاقة أكثر كثافة من عدد الخانات الصغيرة من ٥ جي، وسيتكلف تركيبها في المناطق الحضرية، ناهيك عن المناطق الريفية، تكلفة باهظة، وسيحتاج مشغلو الشبكات المتنقلة إلى الاستثمار في رخص الطيف الجديدة، والارتقاءات في المؤخرات، والأجهزة التي تعمل بكفاءة الطاقة، وقد تستغرق العودة إلى الاستثمار سنوات لتتحقق، لا سيما إذا كانت التطبيقات الصحية الأولية ذات أهمية كبيرة.

كفاءة الطاقة وتفكك الحرارة

ويمكن أن تُنقَل في ترددات تيراهرتز وتُعالج البيانات الهولوغرافية في الوقت الحقيقي كميات هائلة من الطاقة، وقد تُنقَف البطاريات من الأجهزة المحمولة في دقائق، ويمكن أن تُولِّد محطات قاعدية حرارة كبيرة، ويستكشف الباحثون أجهزة أشعة دون كفاءة ، وأجهزة نقل متطورة في مجال الطاقة، وقطعة في شكلية.

الأمن والخصوصية

فالاتصالات الهولندية تلتقط كميات كبيرة من البيانات الشخصية - لا الصوتية والفيديو فحسب، بل تشمل قياسات جغرافية دقيقة من 3D، وأجهزة قياس الجينات، بل وأنماط الغاي، بل وحتى أجهزة تحديد الهوية الحيوية، ويجب حماية هذه البيانات من الاعتراض، والتجسس، والهجمات العميقة.

توحيد المعايير وإمكانية التشغيل المتبادل

وقد حدد الاتحاد الدولي للاتصالات رؤية أولية لـ 6G في إطاره IMT -2030]، ولكن المعايير المفصلة لا تزال قائمة منذ سنوات، ويجب أن تلتقي المقترحات التنافسية المقدمة من مختلف الدول واتحادات الصناعة في مجموعة موحدة من المواصفات، ويشمل ذلك توحيد الرموز الديموغرافية، والتفاعلات بين العرض، ومقاييس الجودة المتنقلة التي بدأت.

المستقبل: خط زمني لتحقيق التنمية

وفي حين أن الافتراض الكامل للتلكس الحلقي على الأجهزة المحمولة لا يزال يبعد عن الزمن أو أكثر، فقد بدأت بالفعل الرحلة، كما أن مبادرات البحث مثل مشروع " Hexa-X " الأوروبي الذي يركز على النظم الأساسية الثابتة التي يتوقع استخدامها في الاستوديو الدولي (FLT:2]) ()(6) هي مشاريع أساسية مجهزة بالهيكل الأساسي الثابت، وهي تشمل نماذج أولية من نوع (S.

وبحلول منتصف الثلاثينات، من المرجح أن تخفض التكاليف، ويمكن أن تصبح المواضع المدمجة في الهواتف الذكية أو النظارات الذكية ممكنة، ومن ثم فإن الاعتماد الواسع النطاق لـ 6G في المناطق الحضرية الكثيفة سيسمح بالانتقال من جديد إلى أداة اتصال موحدة، مثل كيف تمكن 4G من بث الفيديو عن طريق البوبيكيتوس.

ومن المهم ملاحظة أن الاتصال الهولغرافي ليس هو المحرك الوحيد لـ 6 ج؛ أما حالات الاستخدام الأخرى مثل التوأم الرقمي، والنظم المستقلة، والواقع الموسع، فإن كل منها سيدفع قدما بالتكنولوجيا، غير أن المطالب الفريدة من حيث التصوير الهولوغرافي تشكل وظيفة مجبرة تعجل بتطوير الترددات القصوى، والتردد فوق الصوتي، والتواصل بين المعلومات وغير ذلك من الجوانب الحيوية.

إن رؤية المستقبل الحلقي لم تعد من مواضيع الخيال العلمي، حيث أن ستة جي على الأفق، يتم إنشاء لبنات البناء، وستكون السنوات القادمة حاسمة في تحديد مدى سرعة هذه التكنولوجيا التحويلية - وكيف يمكن تحقيقها - تصل إلى الناس في جميع أنحاء العالم.

This article was reviewed by industry experts and draws on public research from the ]IEE Communications Magazine] and the ITU‐R IMT‐2030 vision document.