تأثير سبيريد سبيكتروم على سياسات الترخيص اللاسلكية

وتعيد تكنولوجيا الطيف بشكل أساسي تشكيل مشهد الاتصالات اللاسلكية من خلال تمكين إشارات متعددة من التعايش في إطار النطاق الترددي نفسه مع الحفاظ على الحد الأدنى من التدخل، حيث إن هذه التكنولوجيا التي تطورت في منتصف القرن العشرين لضمان الاتصالات العسكرية، أصبحت في وقت لاحق العمود الفقري لتكنولوجيات الاستهلاك الحديثة مثل شبكة وي - في، وبلوتوث، ونظام تحديد المواقع الجغرافية، بالإضافة إلى إنجازاتها التقنية، قد أثرت على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم، وهو ما ينظِّم من ابتكارات لا تُّم.

منشأ سبيد سبيتر: من هيدي لامار إلى التبني العسكري

وقصة الطيف الممتد ليست في مختبر تجاري ولكن في العقل الإبداعي لـ (هوليوود) الممثلة (هيدي لامار) و (جورج آنتيل) في عام 1941، كانت تُثبت وجود نظام اتصال سري يُستخدم في طيف التردد لحماية الطيف المُوجّه للبث الإذاعي من التشويش.

المؤسسات التقنية للنشر

Sectrum (FHSS)

ويُستخدم طيف التكتم الترددي من خلال التبديل السريع لتردد الناقل عبر مجموعة من القنوات المحددة مسبقاً وفقاً لتسلسل الحرق المُشَرَّع لكل من جهاز الإرسال والاستقبال، ويضمن هذا النمط المضغوط أنه حتى إذا حدث تدخل على تردد واحد، فإن الإشارة مستمرة على آخر، وتوفر قدرة قوية على الصمود، ويسهل نسبياً تنفيذ النطاق الترددي ويتيح تدخلاً ممتازاً، مما يجعله ملائماً للتطبيقات التي تستخدم فيها بيئة الضوضاء.

مباشرة (Squence Spread Spectrum)

وتختلف سلسلة التسلسلات المباشرة عن طريق مضاعفة الإشارة إلى البيانات برمز عالي الجودة من نوع المعالجات، ونشر طاقة الإشارة بشكل فعال عبر نطاق أوسع بكثير، وفي جهاز الاستقبال، تستخدم نفس الرمز لتبديل الإشارة، واستعادة البيانات الأصلية، مع قمع التدخل في النطاقات الضيقة.

متغيرات أخرى: مخرجات من طراز دفتر وجهاز مضغوط

وقد ظهرت تقنيات أخرى من الطيف الممتد إلى خارج نطاق الخدمة الميدانية وأجهزة الأمن الغذائي، حيث إن تعددية التقلبات في الترددات الأورثوغونية، وإن لم تكن طريقة منفذة تماما، فإنها تتقاسم مبدأ استخدام شركات النقل المتعددة، وغالبا ما تعتبر تقنية ذات صلة نظرا لخصائص الانتشار الطيفية، كما أن نظام التكتل الاستوائي (DM) هو أساس نظم الوصلات اللاسلكية الحديثة (802.11 أ/g/ac/ax)

كيف أن (سبيترم) غيرت القدرة التنظيمية

نموذج التراخيص التقليدي

قبل اعتماد طيف واسع النطاق، اتبع الترخيص الطيفي نموذجا صارما: تخصيص نطاقات الترددات حصريا لمستعملين أو خدمات محددة، غالبا عن طريق المزاد المكلّف أو المخصصات الإدارية، مما قلل من التدخل إلى أدنى حد، ولكنه ترك كميات كبيرة من الطيف غير مستعملة، وافترض صانعو السياسات أن الوصول غير المنسق سيؤدي إلى الفوضى، لذا فإن الترخيص المحكم هو السبيل الوحيد القابل للبقاء، وين من المقاومة المتأصلة في التدخل في هذا الافتراض الذي يتيحه من خلال إظهار أن المستعملين المتعددين المضارين يمكن أن يتقاسمين الآخرين قد يتقاسمون

قضية سبيكتروم غير المرخص

الخواص التقنية للطيف الممتد كانت قضية ملحة لخلق طيف غير مرخص حيث يمكن تشغيل الأجهزة بدون ترخيص فردي في عام 1985، اتخذت لجنة الاتصالات الاتحادية الأمريكية الخطوة البارزة في فتح النطاقات الصناعية والعلمية والطبية في 900 ميغاهيرتز و2.4 غيرتز و5.8 غيرتز لأجهزة الانتشار غير المرخصة

The ISM Band Revolution

وقد أصبحت مجموعات الإدارة المتكاملة للمخابرات المختبر الرئيسي لسياسة الطيف غير المرخص به، وسمح الطيف الواسع النطاق باستخدام الأجهزة بصورة قانونية على مستويات الطاقة حتى مستوى 1 واط، مما مكّن من إقامة شبكات محلية والاتصالات القصيرة المدى، وأوجد نجاح هذه الفرق حلقة مفرغة: فقد أدت الأجهزة إلى خفض التكاليف في الصناعة التحويلية، وتوسعت الأسعار في الاعتماد، واجتذبت عملية تبني أخرى.

السياسات العامة المؤثرة بواسطة سبيريد سبيكتروم

الجزء 15 من اتفاقية المنافسة الحرة وتوسيع نطاق العمليات غير المرخص بها

الجزء 15 من قواعد لجنة المنافسة النباتية كانت محورية في تشغيل الطيف الممتد، حيث تم تعديل الجزء 15 في عام 1985، للسماح صراحة بنقل الطيف في نطاقات الإدارة المتكاملة، وقد حفز هذا القرار على تطوير معدات التواصل اللاسلكي التجاري، ونقحت لاحقاً مستويات الطاقة المسموح بها، وزادت نطاقات الترددات في 5 جيهرتز من أجل الاستخدام غير المرخص به.

نماذج تبادل المعلومات عن طريق الحشرات والارتباطات الديناميكية

(الطاقة الخفيفة) أثرت أيضاً على تطوير نماذج لتقاسم الطيف في التسعينات، برز مفهوم نظم "النفقة" حيث تنتشر أجهزة إرسال الطيف ذات الطاقة المنخفضة في نفس النطاقات التي يعمل بها المستعملون الرئيسيون المرخص لهم دون أن يتسببوا في تدخلات ضارة، مبادرات تنظيمية مثل قرار (الحيز الأبيض) لعام 2008 لفرق التلفزيون المقترضة من الطيف الممتد باستخدام تقنيات الراديوية المعرفية

المواءمة العالمية ودور الاتحاد الدولي للاتصالات

وقد أدرج الاتحاد الدولي للاتصالات السلكية واللاسلكية، إدراكا منه بأن أجهزة الطيف المنتشرة ستعبر الحدود، المعايير التقنية في نظامه الإذاعي لتيسير التشغيل الدولي، وقد حددت المؤتمرات العالمية للاتصالات اللاسلكية مجموعات محددة لتطبيقات الطيف الممتد والحدود المحددة للقوة والانبعاثات التي تحافظ على التعايش، مما حال دون التجزؤ وسمح بتصميم أجهزة معيار عالمي واحد، مما يقلل كثيرا من التكاليف، ويوضح دور الاتحاد الدولي للاتصالات كيف يمكن للابتكار التكنولوجي أن يواكب في تنسيق السياسات الدولية.

Spread Spectrum in Modern Wireless Systems

Wi-Fi and Bluetooth

و(وي فاي) و(بلوتووث) هم أكثر المستفيدين مباشرة من سياسات الطيف الممتد، وعائلة (بلو تو) 802.11 من المعايير التي استخدمت في البداية في نظام (دي إس) ثم انتقلت بعد ذلك إلى مكتب إدارة الأعمال، وكلاهما يعتمد على انتشار الطيف العالي في النطاقات غير المرخصة، و(بلوتوث) الأساسية مصممة على نظام (FHSS) و(ب) التواتر التكييف)

النظام العالمي لتحديد المواقع والاتصالات الساتلية

تستخدم السواتل التابعة للنظام العالمي لتحديد المواقع (GPS) أجهزة الـ دي إس إس إس إس إس إس إس إس لبث إشارات الملاحة التي مقاومة للغاية للتدخل والتي يمكن تلقيها على مستويات منخفضة جدا من الطاقة، وتوفر رموز النشر مكاسب في التجهيز تسمح للمتلقين باستخلاص إشارات تحت الحد الأدنى من الضوضاء، وهذا التصميم هو نتيجة مباشرة لنهج الطيف الممتد، وقد تم تكراره في نظم ساتلية أخرى مثل نظام غاليليو وGLONASS.

3G and CDMA Networks

(و) إن ارتفاع شبكات الخلايا الثلاثية الأبعاد قد تولته آلية التنمية النظيفة، وهي تقنية مبنية بالكامل على نظام إدارة الدعم الميداني، وسمحت الآلية لمستخدمين متعددين بتقاسم نفس قناة التردد في وقت واحد، حيث تم نشر إشارة كل مستخدم برمز فريد، وقد أدى ذلك إلى زيادة كبيرة في الكفاءة في استخدام الآداب مقارنة بطرائق التقسيم القديمة أو الترددات، بينما أثر نجاح 3G على أجهزة التنظيم في تخصيص طيف مع عدد أقل من القيود، مما سمح لمشغلي نظامي المعماري لنشر 4 نظم مرنة.

التحديات والنزعات العنصرية للسياسات المتعلقة بالحشرات المنتشرة

ورغم ما حققته من إنجازات، فإن سياسة الطيف الممتد قد واجهت انتقادات صحيحة، فقد أصبحت النطاقات غير المرخصة مكتظة في البيئات الحضرية الكثيفة حيث تتنافس أجهزة الواي فاي وبلوتوث على طيف محدود، مما يؤدي إلى تدهور الأداء، وتوحي حجة " فساد الشائعات " بأن الوصول غير المنظم يمكن أن يؤدي إلى الإفراط في الاستخدام والتدخل، مما يضعف التعايش الذي ينتشر فيه البدائل.

وثمة انتقاد آخر يتعلق بسياسة المساواة في الطيف، حيث أن الطيف غير المرخص قد مكن من تحقيق قيمة اقتصادية هائلة، ولكن شركات التكنولوجيا في الدول الغنية كانت تجني فوائدها أساسا، وكثيرا ما تفتقر البلدان النامية إلى الهياكل الأساسية والقدرة التصنيعية للمشاركة في النظام الإيكولوجي غير المرخص به، مما قد يؤدي إلى اتساع الفجوة الرقمية، وعلاوة على ذلك، فإن نموذج المزاد المرخص به قد نشأ بلايين من الدولارات للحكومات، مما أدى إلى حافز على إعطاء الأولوية للترخيص الحصري على التوسع غير المرخص به.

"الإنتشار الجامد للطيف" "سيستمر في تطور "5 جي إنترنت الأشياء" "وبعد ذلك، استخدام "الإنترنت" للـ"إف دي إم" و "إم.إم.إ.إ.إ.إ.إ.إ.إ.ت.إ.إ.إ.

إن ظهور 6 جي بحثي يتوخى تقنيات أوسع نطاقاً، بما في ذلك الاتصال الكامل، الذي يسمح بنقل وتلقيها في وقت واحد على نفس التردد، وذكي يعكس السطح الذي يتلاعب ببث الإشارات، ويجب أن تتطور السياسة العامة لاستيعاب هذه الابتكارات الطيفية من خلال وضع أطر تكافئ الكفاءة مع الحفاظ على الإنصاف.

خاتمة

وتُعد تكنولوجيا الطيف المتحركة مثالاً رئيسياً على كيفية إعادة تشكيل الاختراع التقني ليس فقط كيفية التواصل مع الأجهزة بل أيضاً كيفية إدارة المجتمع لمورد طبيعي حرج، ومن حيث أصوله في براءة هوليوود إلى دوره في تمكين التعايش بين الواي والفي والبلوت وجهاز تحديد المواقع وجهاز تحديد المواقع وأجهزة تحديد المواقع وأجهزة الجيل الثالث من أجل التخلي عن الافتراض بأن الترخيص الحصري هو السبيل الوحيد لاستخدام الطيف.