Table of Contents

المتجانس: لماذا تتطلب المناطق الريفية والمناطق النائية شبكة جديدة

ولا تزال الفجوة الرقمية تشكل أحد أكثر التحديات استمرارا في العصر الحديث، ففي حين تتمتع المراكز الحضرية بتغطية للألياف المتسارعة والكثافة 5G، فإن الوصلات الواسعة النطاق للأراضي الريفية والنائية لا توجد على الإطلاق، حيث أن هذه الشبكات غير المستقرة ذات الطيف، تتجه نحو 6 زاي - الجيل السادس من التكنولوجيا اللاسلكية - توجد نافذة فريدة لتكييف الهياكل الأساسية الريفية من حيث الحاجة إلى تحسين البيئة الحضرية.

فهم الأرض: التحديات الأساسية في مجال التواصل الريفي والبعدي

ويتطلب تصميم 6G شبكات للمناطق الريفية والنائية تقييما نزيها للعقبات التي عرقلت جهود النشر السابقة، كما أن فيزياء نشر الإذاعة، واقتصاديات الاستثمار في الهياكل الأساسية، ولوجستيات الصيانة في البيئات غير المنظمة، تتلاقى كلها لإيجاد مشكلة صعبة بشكل فريد.

سجائر البنية التحتية ومشكلة آخر ميل

وفي معظم المناطق الريفية، تكون الهياكل الأساسية للاتصالات السلكية واللاسلكية القديمة رقيقة أو غير موجودة، إذ أن شبكات الكهرباء المتخلفة، وشبكات الطاقة ذات الموثوقية الكافية، ومواقع البرج تفصل مئات الكيلومترات، وتزيد هذه الندرة من تكلفة كل نمود جديد منتشر.

الجيوغرافيا والبيئية

- أن تكون كل من الجبال والغابات الكثيفة والصحراء ورواسب المنطقة القطبية الشمالية تحديات متمايزة في إطار الترددات المتوسطة، وفي المناطق الجبلية، تكون طرق خط البصر نادرة؛ ويجب أن توزع الإشارات على الحوائط أو تعكس أنماطاً حرارية متعددة الاختلاط، وفي المناطق الحرجية، يمكن أن تستوعب أو تتحول إلى إشارات مائية متجمدة إلى مناطق متاخمة.

Economic Viability in Low-Density Markets

ويمكن أن يكون التحدي الأساسي في مجال الربط بين المناطق الريفية مباشرا: فالإمكانات المتعلقة بالإيرادات لكل كيلومتر مربع أقل بكثير من المناطق الحضرية، في حين أن النفقات الرأسمالية لتغطية نفس المنطقة كثيرا ما تكون أعلى، وأن تكون نماذج الأعمال التجارية التقليدية التي تعتمد على كثافة كبيرة من المشتركين في استهلاك تكاليف البنية التحتية، وأن تنكسر في المناطق التي يبلغ فيها عدد المستعملين في المواقع المربعة أقل من 10 أشخاص.

مبادئ التصميم الأساسية للشبكات الريفية

وتسفر ترجمة التحديات إلى متطلبات هندسية قابلة للتنفيذ عن مجموعة من مبادئ التصميم التي ينبغي أن تسترشد بها كل جانب من جوانب نظام الـ 6G الريفي، بدءا من بروتوكولات الطبقات المادية إلى كومة إدارة الشبكة.

الموثوقية العالية من خلال إعادة التوطين والارتقاء

ولا يمكن للشبكات الريفية أن تتحمل حالات انقطاع متكررة، وعندما تغطي محطة قاعدية واحدة وادياً كاملاً أو امتداداً طوله 50 كيلومتراً من الطرق السريعة، فإن فشلها يفصل مئات المستخدمين ويحتمل أن يعطل خدمات الطوارئ والعمليات الزراعية أو الصناعية الحرجة، ويجب أن تُبنى الموثوقية في 6 جي من التصميمات الريفية في الهيكل نفسه، وليس إعادة ضبطها كاعتراف بعد ذلك، وهذا يعني تصميمها على الفور

"القابلية للتسويق التي تبدأ بـ "صغيرة لكن "جروس" بشكل مُخلص

ومن أكثر النقاط الاستراتيجية التي يمكن أن تُستخدم في المناطق الريفية 6 زاي أن تكون عمليات النشر الأولية لا تهدف إلى استبدال الطلب الأقصى من اليوم الأول، بل ينبغي أن تكون هذه الهياكل متعددة الأطراف وموسعة بشكل تدريجي ، وأن تبدأ بشبكة من المحركات الرئيسية التي تقدم خدمات الدعم في مجال الصحة، وأن تضيف إلى ذلك برامجيات ذات نطاقات قياسية، وأن تكون أكثر شمولاً.

كفاءة الطاقة كطلب من الدرجة الأولى

وفي المناطق النائية، يمكن أن تهيمن تكلفة الطاقة الكلية على ملكية شبكة ما، وتواجه المواقع التي تعتمد على مولدات الديزل تكاليف تسليم الوقود التي يمكن أن تكون أعلى من معدلات الفائدة الحضرية بعشرين مرة، إلى جانب أعباء الصيانة وانبعاثات الكربون.

التكلفة - الأثر من خلال المعايير المفتوحة والبنى التحتية المشتركة

أما " المواقع الأكثر تكلفة لأي شبكة " فهي أجهزة اللاسلكي، ورخص الطيف، والأشغال المدنية لتشييد البرج.

Enabling Technologies for Ubiquitous Remote Coverage

وفي حين توفر مبادئ التصميم الإطار، فإن تكنولوجيات محددة آخذة في الظهور كبنات بناء تجعل من الريف 6G حقيقة واقعة، وهذه التكنولوجيات تمتد من قناة التكاثر المادي إلى طبقة الأوركسترات الذكية.

الشبكات الساتلية المتكاملة

ولا يمكن لأي تكنولوجيا بمفردها أن تغطي العالم بأسره، فالنهج الأكثر واعدة بالنسبة للريف 6 زاي هو ] [الشبكة الساتلية المتكاملة بشكل كبير] التي تكون فيها أجهزة فضائية ذات نوعية جذابة، أو محطات اتصال ذات نطاق عال تعمل في الفضاء تعمل في الستراتوسفير، أو شبكات قاعدية أرضية ذات قدرة منخفضة على الحركة.

المركبات الجوية غير المأهولة بوصفها بنية تحتية تحتية

ويمكن أن توفر الطائرات العمودية - أو الطائرات بدون طيار - نهجاً مرناً فريداً لتوفير الاتصال في المناطق النائية التي لا يوجد فيها بعد تبرير للهياكل الأساسية الدائمة، إذ أن طائرة واحدة غير مسرعة مجهزة بمحطة قاعدية خفيفة وزنها 6 جي، وأن تتحول إلى قنوات اتصالية ذات اتجاه ثابت على ارتفاع 100 إلى 400 متر، مما يوفر تغطية لحجم يتراوح بين 10 و20 كيلومتراً دون ذلك.

وفي حين أن نطاقات التردد الأدنى (دون 10 جيهرتز) ستظل هي ذخيرة التغطية الريفية الواسعة النطاق، فإن النطاقات الفرعية للشبكة (100-300 غيهرتز) والطاقات المتوسطة (300 غيهرتز - ثيس) يمكن أن تؤدي أدواراً متخصصة في عمليات النشر في المناطق الريفية ذات النطاق الترددي المتوسط (المتوسط) (القابلة للاختراق)

الاستخبارات الفنية والتعلم الآتي لأغراض العمليات المستقلة

وسيحتاج النظام إلى العمل بأقل قدر من التدخل البشري، ولن يكون هناك أي موظف من مراكز عمليات الشبكة يشاهد لوحات السحب 24/7؛ ويجب أن تكتشف الشبكة نفسها الأخطاء، وأسباب الجذور، وأن تنفذ إجراءات الإصلاح تلقائياً، حيث يمكن أن تصبح I وتعلم الآلات أمراً لا غنى عنه [FLT:Federat1].

نهج النشر الاستراتيجي من أجل التأثير الحقيقي في العالم

ومع وجود المبادئ والتكنولوجيات، فإن السؤال التالي هو كيفية نشر 6 شبكات من الشبكات العامة في المناطق الريفية والنائية بفعالية، وتؤكد الاستراتيجيات الواردة أدناه على الطابع العملي، والمشاركة المجتمعية، والتنفيذ التدريجي.

التخطيط المجتمعي - الجنائي والاستثمار المشترك

كما أن أكثر مشاريع الربط الريفي نجاحا هي المشاريع التي لا تعامل المجتمع المحلي كمستهلك سلبي وإنما كشريك نشط، وقبل تصميم شبكة من 6G لمنطقة محددة، ينبغي للمشغلين ومقدمي التكنولوجيا أن يقضوا وقتا في فهم الاحتياجات المحلية، والهياكل الأساسية القائمة (حتى وإن كانت ضئيلة)، والمستأجرين المحتملين مثل المدارس والمرافق الصحية والتعاونيات الزراعية والمكاتب الحكومية. [الجزء من الخطة الاستراتيجية المتوسطة الأجل]

Leveraging Existing Infrastructure Wherever possible

وبناء أبراج جديدة مكلفة ومستهلكة للوقت، إذ أن أكثر عمليات نشرها في المناطق الريفية ذات الفعالية من حيث التكلفة ستزيد من استخدام الهياكل القائمة، كما أن أبراج المياه، ومصاعد الحبوب، وأبراج الخلايا من الأجيال السابقة، وأبراج البث، وحتى الأشجار الطويلة أو التلال يمكن أن تكون بمثابة مواقع مضيفة لـ 6 جيات، وفي كثير من المناطق النائية، فإن الهياكل الأساسية المملوكة للحكومة - مثل الأبراج اللاسلكية التي تستخدمها خدمات الحراج، أو محطات النشر المشتركة، أو الطوارئ.

نشر المعمارات المختلطة المتعددة الألياف

ولا يمكن لأي طبقة تكنولوجية واحدة أن تحل مشكلة التوصيل الريفي وحده، فالنهج الأكثر قوة هو هيكل متعدد الطوابق الهجين الذي يجمع بين أجهزة النقل الجوي الساتلية، والخطوط الجوية العالية، والمكونات الأرضية، وكل طبقة من هذه المواد ذات النطاق الترددي المتوسط، وينطوي على تغطية أساسية غير قابلة للطي، بما يكفل حتى أصغر محطات النقل البري أو الأرضي.

أولويات الطاقة - الخريفية والمثابرة

وينبغي تقييم كل عنصر من العناصر المنتشرة في شبكة ريفية من طراز 6G ليس فقط على أدائه بل على أساس ] الاستقلالية والقدرة على الاستمرار وينبغي أن تكون المواقع ذات الطاقة الشمسية قادرة على توفير ما لا يقل عن 72 ساعة من الاستقلال دون ضوء الشمس المباشر، مما يمثل أسوأ الظروف في منطقة الانتشار.

خريطة طريق لتحضير الدي في ديجيتال

(أ) الانتقال من [G- إلى 6G ليس مجرد تحديث سريع، بل هو إعادة تصميم أساسية لما يمكن أن تكون عليه الشبكة: [مبادرة] متكيفة ومستقلة ومتعددة المستويات وشاملة، وبالنسبة للمناطق الريفية والنائية، تمثل 6GLT أول جيل من التكنولوجيا اللاسلكية التي يمكن أن تحقق التكافؤ - ليس فقط من حيث الربط الأساسي بل من حيث ثراء الخدمات التي يمكن للمستعملين الوصول إليها.

غير أن التكنولوجيا وحدها غير كافية، إذ أن أطر السياسات التي تخصص طيف للاستخدام المشترك والمرخص به بدرجة ضئيلة في المناطق الريفية تتسم بأهمية حاسمة، ويجب تحديث آليات التمويل - مثل برامج الصندوق العالمي للخدمات التي توجد في بلدان كثيرة - لدعم التكاليف الرأسمالية للشبكات المختلطة المتعددة المستويات، كما أن برامج التدريب المحلية أساسية لضمان أن تكون لدى المجتمعات المحلية المهارات اللازمة لصيانة وتشغيل هذه الشبكات على المدى الطويل، مما يقلل من الاعتماد على أفرقة الدعم التقني البعيدة.

ولا يمكن للفجوة الرقمية أن تتحول إلى أبعد زوايا العالم، فالمزارع، والمدارس النائية، ومجتمعات الشعوب الأصلية، ومراكز البحوث العلمية، والمناطق البرية الواسعة التي خلفتها الأجيال السابقة للتكنولوجيا اللاسلكية، إلى مناطق ذات صلة حقيقية، والتحدي كبير، بل هو الأدوات المتاحة في المستقبل.