والقفزة التالية في الاتصالات اللاسلكية، 6 زاي، هي على استعداد لإعادة تحديد خدمات الإنترنت الساتلية، بما يوفر سرعة البيانات التي تقاس في المربع الثاني، والارتفاع في المستوى الثاني من المستوى الجزئي، والتغطية العالمية شبه الكلية، وبينما بدأ 5G بالفعل في ربط السواتل بالشبكات الأرضية، سيزود 6G حيزاً وبنية أساسية أرضية بنسيج خال من الرحم، ويعود هذا التكامل إلى تطبيقات غير مكتملة.

ما هو 6 جي التكنولوجيا؟

6 زاي، الجيل السادس من التكنولوجيا اللاسلكية، يُصمم بحيث يتجاوز حجمها 5 زاي حسب كل مؤشر رئيسي من مؤشرات الأداء، وفي حين أن 5 زاي يستهدف معدلات الذروة في البيانات التي تبلغ 20 غموضا، فإن 6 زاي يهدف إلى 1 رطل أو أكثر، وسينخفض الطيف من 1 مللي الثانية في 5 جي إلى أقل من 0.1 مليمتر، ولكن ليس فقط بشأن السرعة.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن طبقة الـ 6G ستستغل نطاق تيراهرتز (0.1-10 ثيس) حيث توجد كميات كبيرة من الطيف غير المستخدم، وهذا خروج كبير عن نطاقات الموجات المتوسطة والمائية الفرعية التي تستخدمها 5G. Terahertz يمكن أن تحمل أعباء هائلة من البيانات، ولكنها تعاني من ارتفاع مستوى الامتصاص في الغلاف الجوي ومن عقبات في مجال التكاثر.

وثمة ركيزة أخرى من الـ 6 زاي هي قطع الشبكة وربطها المحدد، وسيكون بوسع المشغلين أن يقاموا شبكات افتراضية من نهاية إلى نهاية مع معايير أداء مضمونة لخدمات محددة - وهي قطع منخفضة القدرة على الاعتماد على الذات من أجل التعاون عن بعد، وشريحات عالية من المخرجات من أجل التصفيق الهولوغرافي، وشريحات من النوع الآلات الضخمة لمليارات أجهزة الاستشعار الأرضية.

How 6G Integrates with Satellite Networks

وقد أدت السواتل دورا داعما في 5 زاي، وذلك أساسا عن طريق مقتنيات المدار الأرضي المنخفض مثل ستارلينك وشبكة واحدة توفر المفاعلات الخلفية لمحطات القاعدة النائية، وفي 6 جي، ستصبح السواتل من الدرجة الأولى مواطنة في هيكل الشبكة، وستوسع مواصفات الشبكة الساتلية غير المدارية التي بدأت في الإصدار 17 من نظام المعلومات الجغرافية، بحيث تدعم الروابط المباشرة - الأرضية

LEO Constellations and Beamforming

وستجهز السواتل ذات القدرة العالية على إحداثيات واسعة النطاق ذات أفران ذات أفران متحركة يمكن أن تشكل مئات من الشعاعات القابلة للتلف، ويمكن لهذه الشعاعات أن تتعقب محطات المستعملين على الأرض بدقة دقيقة للمتر الفرعي، وتعوض حركة السواتل بسرعة تتجاوز ٧ كيلومترات/كتار، وسيسمح الأشعة المتطورة، إلى جانب الإلغاء بواسطة الساتل AI-Z، بأن تخدم كل ساتل من الأجهزة المهينة نوعية متزامنة.

الربط الشبكي والحواسيب الحاسوبية

وستحدد حمولات السواتل في حقبة الـ 6 زاي البرامجيات، وبدلا من المعدات الثابتة الأداء، ستؤدي السواتل وظائف شبكة افتراضية يمكن تحديثها في المدار، مما يتيح للمشغلين نشر خدمات جديدة أو تعديل أنماط التغطية دون إطلاق معدات جديدة، وسيعمل الحاسوب على الحافة على تجهيز البيانات محليا، والتصفية، وقراءات أجهزة الاستشعار التي تعمل بالتحليل قبل نقل النتائج الأساسية إلى الأرض فقط.

تركيب الشبكة المتجانسة

وستوحد الشبكات ذات النطاقات الأرضية، ومحطات المنصات العالية الارتفاع، والطائرات بدون طيار، والسواتل في شبكة كلية واحدة، ويقرر الموصل المستقل الذي يزوده بإرادة التعلم المعززة الطريق الأمثل لكل عبوة، ويتحول بين النسيج اللاسلكي الأرضي، والوصلات الساتلية القائمة على التساهل، والتكلفة، والازدحام، وعندما يتحول مستخدم الأرض إلى نفق ما قبله.

الآثار على خدمات الإنترنت الساتلية

وسيحفز زواج 6 ج وتقنية السواتل على إحداث تغيير تدريجي في خدمات الإنترنت، لا سيما في 80 في المائة من سطح الأرض غير المشمول بالشبكات الخلوية الأرضية، وهذه هي أكثر الآثار تحولا.

المعزَّزون السرعة والبنديث

وستمكن معدلات البيانات من المدار الثابت بالنسبة للأرض من المدار الثاني إلى ثاني أكسيد الكربون من توصيل سواتل بسرعة من الألياف إلى المنازل والطائرات والسفن والمركبات، ويمكن لسواتل واحدة مجهزة بممرات تيراهرتز أن تدعم بث فيديو متزامن لعشرات الآلاف من الركاب في رحلة جوية عبر المحيط، وبالنسبة للأسر المعيشية الريفية، فإن الفرق بين وصلة ساتلية متعددة الأطراف من طراز MIbps 5G ووصلة من طراز Gbps 6G.

انخفاض درجة الاحتياج إلى تطبيقات الوقت الحقيقي

وقد أدى سواتل المنظمة إلى خفض درجة الحرارة إلى نحو 20 إلى 40 متراً مقابل 600 متر للسواتل الثابتة بالنسبة للأرض. ويهدف هذا الساتل إلى دفع أقل من 1 متر لوصلات المستعملين المباشرة وأقل من 10 أمتار للوصلات البرية بمساعدة السواتل، ويفتح الباب أمام تطبيقات مراعية للآداب لا يمكن أبداً أن يتصدى لها الإنترنت من قبل.

زيادة القدرة على الإنترنت

ومن المتوقع أن يتجاوز عدد الأجهزة المترابطة 100 بليون بحلول عام 2030. وستتمكن شبكات السواتل من دعم مليون جهاز لكل كيلومتر مربع، أي ما يتجاوز مليون غيغا لكل كيلومتر مربع (ولكن ملاحظة: يمكن أن يتعامل 5 زاي مع حوالي مليون جهاز لكل كيلومتر مربع؛ ويستهدف 6 زاي 10 ملايين لكل كيلومتر مربع) وهذه القدرة ضرورية لأجهزة قياس المواقع الصناعية ذات النطاق الودي في المناطق النائية.

تحسين الموثوقية والقدرة على التكيف

وستتضمن الشبكات ذات النطاق المتعدد والتصويب المتطور للخطأ )مثل الرموز القطبية ومدونات LDPC( للحفاظ على الروابط حتى في الظروف المعاكسة، وهذا يعني بالنسبة للسواتل اتصالا قويا من خلال تجويف الأمطار والاضطراب والتدخل الشمسي، كما أن التنوع الشبكي - التحول من الناحية العملية بين السواتل والمحطات الأرضية، والجمعيات التي لا يمكن أن تؤدي الى تعطيل نقطة واحدة من نقاط الفشل.

التحديات التي تواجه التغلب على التحديات

وعلى الرغم من وعدها الهائل، فإن الطريق إلى شبكة الإنترنت الساتلية التي يمكن تشغيلها على نطاق واسع والتي يمكن أن تكون مهيأة بعقبات يجب معالجتها من خلال تنسيق التنمية والتوحيد وإصلاح السياسات.

التعقيد التكنولوجي

وتواجه الاتصالات التيسيرية حواجز فيزياء أساسية: ففقد المسارات العالية، وإمكانية الحجب عن طريق الأمطار والفولاذ، والحاجة إلى مواءمة دقيقة للغاية مع الأشعة، وتطوير أجهزة تحويلية وهائيات منخفضة التكلفة وفعالة من حيث الطاقة تعمل في الترددات الثلاثية، يمثل تحديا هنديا كبيرا، إذ يدمج صفائف ضخمة من الأمواج في أجهزة تصنيع أجهزة التحكم بالشبكة، ويحتاج إلى أجهزة مجهزة ذات خطوط إيسلية مدمجة.

تكاليف النشر

إن إطلاق وصيانة مجموعات كبيرة من هذه المدارات هو أمر كثيف من حيث رأس المال، وقد استثمرت شركة الفضاء ستارلينك أكثر من ١٠ بلايين دولار، وستة سواتل من نوع جي أكثر تعقيداً وأكثر تكلفة لبناءها، كما أن اقتصاديات المناطق الريفية التي تعاني من كثافة سكانية منخفضة ستظل صعبة، وقد يحتاج العاملون إلى اعتماد نماذج تجارية مبتكرة - مثل تقاسم الهياكل الأساسية، والشراكات بين القطاعين العام والخاص، أو تصنيع الصواريخ بواسطة السواتل في مرحلة ما بعد الخدمة - لتوظيف في مجال إعادة العمل.

توزيع وتدخل

أما فرق تيرهارتز فلا تخضع لرقابة كبيرة اليوم، ولكن مع تسارع تطوير 6G، يجب على الهيئات التنظيمية مثل الاتحاد الدولي للاتصالات السلكية واللاسلكية أن تخصص طيفا عالميا لتجنب التدخل، ويجب على مشغلي السواتل أن ينسقوا مع مشغلي السواتل من طراز Wrestrial 6G لتقاسم نفس النطاقات الترددية دون تدخل ضار، وستكون التقنيات مثل الوصول الدينامي للطيف والأشعة المعرفية القائمة على AImmuI أساسية، ولكن نشرهم يتطلب أطرا تنظيمية جديدة واتفاقات الدولية ذات أهمية حاسمة.

الدين المداري والاستدامة

ويثير انتشار السواتل شواغل بشأن الحطام الفضائي. وستعتمد شبكات الغازات الست على آلاف السواتل في المدار الأرضي المنخفض، وستزيد من مخاطر الاصطدام، ويمكن أن يصبح تطهير الأرض من مخلفات الحرب، ومناورات تجنب الاصطدام، وإزالة الحطام النشط ممارسات قياسية، وتعمل صناعة السواتل مع وكالات مثل ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية على تنفيذ أفضل الممارسات والتكنولوجيات الجديدة (مثل الهياكل الأساسية للشحنات البحرية والكهربائية).

الهيكل التنظيمي والسياسي

وتعبر خدمات الإنترنت الساتلية الحدود الوطنية، وتثير مسائل السيادة، وتدبير البيانات، وأمن الفضاء الحاسوبي، وتختلف البلدان في متطلبات الترخيص، وتخصيص الترددات، ولوائح المحتوى.() ويجب أن تمتثل الشبكات الساتلية الست لسلسلة من القوانين، التي يمكن أن تؤخر النشر وتزيد التكاليف، كما أن الهيئات الدولية مثل الاتحاد الدولي للاتصالات ومكتب الأمم المتحدة لشؤون الفضاء الخارجي تعمل على وضع أطر منسقة، ولكن توافق الآراء بطيء.

التوقعات المستقبلية: الطريق إلى النشر الساتلي 6G

ومن المتوقع أن يبدأ توحيد الـ 6G بجدية في عام 2025، مع بدء تشغيل الشبكات التجارية الأولى في عام 2030، ومن المرجح أن يمتد الجدول الزمني للتكامل الساتلي إلى 6G أرضية في غضون سنوات قليلة، مع نضج التكنولوجيا اللازمة لمكونات ثيث المأخوذة من الفضاء، ومع ذلك، تشير عدة اتجاهات إلى سرعة الاعتماد.

3GPP NTN Evolution

وسيضيف الإصداران ٩١ و٠٢ من النظام العالمي لمراقبة الفضاء )المحددة للفترة ٠٢٥-٢٧( الدعم اللازم للوصول المباشر بواسطة السواتل الى الهواتف الذكية الموحدة ٦G، مما سيلغي الحاجة الى محطات ساتلية متخصصة، وستحدد هذه الإطلاقات بروتوكولات تسليم بين محطات القاعدة الأرضية وسواتل المدار الأرضي المنخفض، فضلا عن دعم الحمولات التجددية التي تزيل الرموز والإشارات الأمامية في المدار، وستكون النتيجة تجربة حقيقية على شبكة واحدة.

وصلات بين السواتل البصرية

وقد قامت شركات مثل شركة " سبيسكس " وشركة " تيليسات " بنشر اللسان في مجمعاتها، وفي فترة الـ 6G، ستصبح هذه الروابط البصرية العمود الفقري لشبكة الفضاء، حيث توفر عشرات من الجيب في الثانية بين السواتل، وتخفض بشكل كبير الحاجة إلى محطات أرضية، وسيتيح نصب عالمي من أجهزة الإيسلكية البصرية أن تنتقل البيانات من مستخدم في أنتاركتيكا إلى جهاز خدمة أدنى من كابلات في سنغافورة تقريبا.

AI-Native Network Operations

وستصبح شبكات السواتل العاملة بنظام AI-native اعتبارا من اليوم الأول، وستتوقع نماذج التعلم في مجال الآلات أنماط المرور، وتغطية الشعاع الساتلي، وظروف التدخل، مما يتيح إجراء تعديلات استباقية بدلا من إجراء تعديلات تفاعلية، فعلى سبيل المثال، يمكن أن تتوقع مجموعة من الوحدات حدوث زيادة في الطلب على حدث رياضي رئيسي، وأجهزة استرجاع، أو أن تخصص طيفا خارجيا، وستة شبكات للتسخين الذاتي ستكتشف فشلا في استخدام شبكة المعلومات الفضائية في أسرع من حيث الأداء ومن ثمرة الاتصالات.

سد الفجوة الرقمية

ويمكن أن يكون الأثر الأكثر عمقاً للشبكة الساتلية العالمية 6G هو التأثير الاجتماعي والاقتصادي، إذ يقدر عدد الأشخاص الذين لا يزالون يفتقرون إلى إمكانية الوصول إلى الإنترنت بحوالي 2.7 بليون شخص.() ويمكن أن يغلق 6G هذه الفجوة بتوفير وصلات عالية السرعة في كل زاوية من أركان الكوكب، ويمكن أن تصل المدارس في أفريقيا الريفية إلى نفس الموارد المتاحة على الإنترنت مثل المدارس في وادي سيليكون، ويمكن للمزارعين في آسيا النائية أن يستغلوا الزراعة الدقيقة التي تتطلب بيانات ذات صلة بالتنمية في الوقت الحقيقي.

خاتمة

إن نقابة ٦ جي وتكنولوجيا السواتل ليست مجرد تحديث تدريجي، بل هي تحول أساسي سينشئ شبكة عالمية حقا، حيث يقترب نطاقها من طيف " تيراهرتز " ، و " آي " ، و " كونتسيت " ، و " خدمات الإنترنت " المترابطة " ، التي تبثها السواتل، من الوعد الذي يبشر بالوصل العالمي والعالي، وتصبح التحديات حقيقية، ولكن الجهود المشتركة بين هيئات المعايير، والجهات الفاعلة في الصناعة، والحكومات واضحة باستمرار.

وبالنسبة للمهتمين بتتبع التقدم التقني، توفر الموارد من ITU-R] و]3GPP]] معلومات مستكملة مستمرة عن تخصيص الطيف وتوحيد النيتروز، وبالإضافة إلى ذلك، فإن برنامج البحوث 6G -NASA يعرض معلومات متعمقة عن التحديات القائمة حالياً.