إن التطور السريع في الاتصالات اللاسلكية قد أعاد تشكيله أساساً كيف يتواصل الناس ويعملون ويعيشون، فمن الأيام الأولى للهواتف النقالة الصوتية فقط إلى أجهزة الاتصال اللاسلكية وأجهزة الترميز التي توفرها البيانات، فإن كل جيل من التكنولوجيا اللاسلكية قد حقق قفزات كبيرة في السرعة والقدرة والموثوقية، ومن بين هذه الوسائل إدماج ثلاث جيات في شبكة ويفي وغيرها من التكنولوجيات اللاسلكية، وهو ما يتيح إنجازاً هاماً في أي مكان.

Understanding 3G Networks in Context

وظهر الجيل الثالث من التكنولوجيا اللاسلكية في أوائل العقد الأول من القرن الماضي كتحديث رئيسي من نظامي G، وخلافا لما كان سلفه مصمما أساسا للصوت والتراسل المحدود، تم بناء 3G لمعالجة البيانات المتنقلة، واستحدثت شبكات مجهزة بالتعبئة إلى جانب الصوت التقليدي المروحي، مما أتاح تطهير الشبكة الإلكترونية، وإرسال رسائل إلكترونية مع ملحقات، واستخدام أجهزة متنقلة مبكرة - كلها.

وقد تغلبت أسرتان رئيسيتان من المعايير الثلاثة المتعلقة بالسوق العالمية: UMTS] (نظام الاتصالات السلكية واللاسلكية المتعدد الوسائط) استناداً إلى تكنولوجيا المعلومات العالمية والمستخدمة أساساً في أوروبا وأجزاء من آسيا، و[F-LT:2]]CDMA2000 ، وتطور نظامي معتمد على آلية التنمية النظيفة، وهو رقم شائع في الأمريكتين، واليابان(84).

ولكن لا يمكن للمجموعة أن تلبي الطلب الآخذ في الازدحام على البيانات المتنقلة، فمع انتشار الهواتف الذكية مثل أجهزة الإيفون والآبار الأندورية، يتوقع المستعملون أن تكون شبكة الإنترنت سريعة وموثوقة في كل مكان داخل المباني، وفي الملاعب المزدحمة، وفي أثناء السفر، أصبحت الشبكات الخلوية، ولا سيما في المناطق الحضرية الكثيفة، مكتظة بسرعة، وهذا هو المكان الذي أصبح فيه التكامل مع تكنولوجيات اللاسلكي وغير اللاسلكية الأخرى أمراً مفيداً.

Core Wireless Technologies Complementing 3G

Wi‐Fi (IEE 802.11)

ويونفي هي أهم تكنولوجيا تكميلية لـ 3 جي. ويشغلها في نطاقات الطيف غير المرخص بها (2.4 غيغاهيرتز و5 جيهرتز)، وتوفر وينيفي معدلات عالية جداً للبيانات، تتجاوز في كثير من الأحيان 100 ميل في المتغيرات الحديثة، وتتوفر فيها أجهزة لاسلكية تحمل رسوماً، وتيسر التغطية بها، وتتوفر على نطاق واسع في المنازل والمكاتب، وتشغل أجهزة الهاتف العمومي.

بلوتونوث

وفي حين أن بلوتون لا يستخدم عادة في الوصول إلى شبكة الإنترنت الواسعة النطاق، فإنه يؤدي دورا حيويا في الاتصالات المحلية بين الأجهزة والمناهج، وفي الهياكل المتكاملة، يمكن لبلوتون أن ييسر تبادل البيانات على المدى القصير، والتحامل (يستخدم الهاتف كوسيط)، والارتباط بالمناطق المحيطة مثل الرؤوس، والوابات الذكية، ونظم احتراق السيارات.

LTE and 4G

وقد صممت عملية الانتقال الطويلة الأجل، التي تُسوَّق بـ 4 زاي، كخلف مباشر لـ 3G، مما يتيح سرعة أعلى بكثير (حتى 1 Gbps في LTE-Advanced) ودرجة أقل من درجة الحرارة، غير أنه خلال الفترة الانتقالية لتأخر 2000 وبداية 2010، كثيرا ما ينشر مشغلو الشبكات تكنولوجيا الاتصال إلى جانب الهياكل الأساسية القائمة التي لا تغطيها السلع الأساسية.

5G

ويرتكز الجيل التالي - ٥ زاي - الآن على مفهوم الاتصالات المنخفضة الموثوقة والمنخفضة جداً والاتصالات الآلية الضخمة، بينما تكفل الشبكات الرئيسية القائمة ذات النطاق الترددي البالغ ٥ زاي وجود تطور قائم، فإن إدماجها مع الشبكات القائمة القائمة التي تتألف من ٣ جي )و ٤ زاي( أمر حاسم بالنسبة للانتقال السلس.

النهج التقنية للتكامل

ولا يتطلب التكامل المتناغم مع شبكة وي - فاي وغيرها من التكنولوجيات آلية - بل يتطلب هيكلاً متطوراً للشبكة، واستخباراتاً للأجهزة، وبروتوكولات موحدة، وهنا المكونات التقنية الرئيسية:

التسليم الرأسي

وعلى عكس التسليم الأفقي (الحياكة بين برجين خلويين من نفس التكنولوجيا)، فإن التسليم الرأسي ينطوي على الانتقال بين مختلف أنواع الشبكة - مثلاً من 3G إلى Wi-Fi أو من 3G إلى LTE. ويجب أن تكون العملية غير مضبوطة وشفافة للمستعمل، وترصد الأجهزة باستمرار قوة الإشارة وسرعة البيانات وعبء الشبكة، ثم تولد تسليماً باستخدام المقاييس التي تعتبر الأفضليات المتاحة للمستخدم (مثلاً).

I —WLAN (Interworking WLAN)

وتوحي الشبكة الدولية لشبكة الإنترنت (الهيئة التي تعرف نظام إدارة الشؤون العامة، ونموذج البرمجيات، ورقم LTE)، كيف يمكن لشبكة الوي - فاي أن تعمل مع قاعدة ثلاثية، وتدعم كلا من التنقل غير المستقر (مثل الانتقال من خلية ثلاثية الأبعاد إلى موقع ساخن في ويفي دون إسقاط دورات نشطة) واستمرارية الخدمة (مثلاً، أجهزة المحاسبة القائمة على نظام فويفير)(أ).

سياسات اختيار الشبكة وتنفيذها

ويعرّف المشغلون السياسات التي تقضي بوجوب تفريغ جهاز من 3G إلى Wi-Fi، وعلى سبيل المثال، يمكن أن تقول السياسة: " تحميل جميع البيانات الأساسية عندما تكون شبكة وينيفي متاحة، ولكن الحفاظ على الصوت وقياسات منخفضة التردد على الخلية " ، وهذه السياسات تُدفع إلى أجهزة عن طريق إدارة الأجهزة المتنقلة المفتوحة أو بروتوكولات مماثلة.

دوال - بنات متعددة الأبعاد

ومن الضروري توفير القدرة على البرمجيات الحاسوبية الحديثة، وتدمج الهواتف الذكية المتعددة أجهزة إرسال إذاعية تدعم 3G (UMTS/CDMA2000)، و LTE، و 5G، و Wi‐Fi (802.11 a/b/g/n/ac/ax)، وBlutooth-all في مجموعة واحدة (مثلاً، سلسلة كوالكم سنابدراجون X).

فوائد إدماج 3G مع شركة Wi-Fi وغيرها من التكنولوجيات اللاسلكية

Conmless

ويمكن للمستعملين الانتقال بين مناطق التغطية دون تغيير يدوياً، كما أن هاتفاً ذكياً مرتبطاً بزنزانة من طراز 3G بينما يتنقلون تلقائياً إلى شبكة من الشركات وي - فاي عندما يدخل المستعمل المبنى، أما إذا كان هناك فيديو متدفق، أو نداء من طراز VoIP، أو جهاز سحابي، فإنه لا يقدر بثمن في بيئات مثل الملاجئ والمطارات ومراكز الاتفاقيات التي كثيراً ما تكون التغطية اللاسلكية فيها ضعيفة.

تحسين سرعة البيانات وإمكانية الاعتماد عليها

ويمكن أن تكون شبكة وي - فاي أساساً بمثابة معزز السرعة لـ 3 جي. وفي سيناريو منزلي، يمكن للمستعمل الذي يحمل مودم ثلاثي (العالم في الدونغلات السريعة) أن يربط عبر وي - فيي بمحرك، ثم يربط الشبكة الخلوية، ويجمع بين الهواتف الذكية والأقراص بين كلا الاتصالين: إذ يحافظون على الرابط الثلاثي النافذ الذي يعمل في مجال الإشارات والمهام المنخفضة التردد.

تعزيز التغطية في البيئات الحضرية والداخلية

٣-٣-٤- يلاحظ أن هناك تضارباً في استخدام الجدران السميكة، ومرآب السيارات تحت الأرض، والمبنى الكثيف الداخلي، وكثيراً ما تكون شبكات الوايف في هذه المواقع ذاتها مجهزة بالفجوات، فبإدماج الاثنين، يتمتع المستخدمون بخدمات ثابتة في الأماكن التي يفشل فيها الخلايا وحدها، وفي المناطق الريفية، يمكن لشبكة ويفي مييش أن توسع نطاق نقطة الوصول ذات الاتصال بثلاث جيغاجينات، بحيث تصل إلى المجتمعات المحلية النائية.

كفاءة الطاقة

ويستهلك استخدام وصلة محلية من شبكة وي - فاي للبيانات طاقة بطارية أقل بكثير من الحفاظ على وصلة إذاعية من 3G، لا سيما عندما تكون الإشارة الخلوية ضعيفة (التي تدفع الجهاز إلى تعزيز قدرة النقل) ويتيح التكامل الذكي للجهاز إطفاء أو تخفيض قوة جهاز الـ 3G بينما تتدفق البيانات على شبكة ويفي، بحيث تمتد فترة ضربات البطارية إلى 30 في المائة في أنماط الاستخدام المعتادة.

وفورات في التكاليف للمستعملين والمشغلين

وبالنسبة للمستخدمين، فإن تحميلهم على شبكة ويونفي يتجنب الحد الأقصى من البيانات الخلوية ورسوم التناوب، إذ يخفض بالنسبة للمشغلين الحمولة على الطيف المرخص به والمبالغ الرأسمالية بالنسبة لمراكز قاعدية إضافية من ثلاثية الألف، وقدرت دراسة أجراها سيسكو (التي اكتسبها مؤشر الشبكة البصرية) أنه في عام 2016، كان أكثر من 60 في المائة من حركة نقل البيانات المتنقلة قد أُفرغت بالفعل إلى شركة وي - فاي أو خلايا صغيرة، مما وفر بلايين من الهياكل الأساسية.

التطبيقات العالمية الحقيقية وقضايا الاستخدام

محركات هوتسبوتات و تذرينغ

ومن أبرز المداخلات التي تم إدماجها في المستقبل السمة المتنقلة التي تُستخدم في مجال الوصل، حيث يعمل جهاز مرسل محمول من طراز " ميفاي " (MiFi) على شكل جسر: وهو يربط شبكة 3G، ثم يبث إشارة من طراز Wi-Fi لتقاسم هذه الصلة بالحواسيب المحمولة والأقراص وغيرها من الأجهزة، مما سمح للمسافرين بالوصول إلى كل قطارات ذات الوصلات المؤقتة في الحدائق.

شبكات المشاريع والكامب

وكثيرا ما تنشر المنظمات الكبيرة مزيجا من الخلايا (G/4G) وWINFi. With integration, employees can use a single SIM-based login for both networks. Their devices automatically select the best available connection: Wi‐Fi for high-bandwidth tasks inside the office, and 3G when moving between buildings. Unified communication platforms such as Microsoft Teams and Cisco Webex leverage this for seamless voice and

Public Wi-Fi Offloading in Smart Cities

وتقوم سلطات البلديات والنقل بنشر ويلي في جميع أنحاء المدينة في الساحات العامة، ومحطة الحافلات، ومحطات المترو، وتدمج هذه الشبكات مع الهياكل الأساسية المتنقلة للمشغلين بحيث يتحول جهاز المستخدم تلقائيا من 3G إلى Wi-Fi عندما يكون مقرونا بمحطة ساخنة، مما يقلل من الاكتظاظ في شبكة الـ 3G الكلية، ويحسن خبرة المستعملين، ويتيح للمدن توفير الاتصال المجاني أو المنخفض التكلفة للمواطنين.

استعادة القدرة على العمل بعد الكوارث وتغطيتها بصورة مؤقتة

وفي أعقاب الكوارث الطبيعية، قد تدمر أو تُحمَّل أبراج الخلايا، ويمكن أن تدمج شبكات ويفي التي يمكن نشرها بسرعة والتي كثيرا ما تكون مولدات أو لوحات شمسية - مع الهياكل الأساسية الباقية على قيد الحياة بواسطة الساتل الخلفي، ويمكن للمستجيبين للطوارئ والأفراد المتضررين أن يستخدموا أجهزةهم بحرارة عبر كلا الشبكتين، مع ضمان استمرار الاتصالات الحيوية.

تحديات وحدود التكامل

المسؤوليات الأمنية

فالشبكات التي تعمل في مجال الإنقاذ، ولا سيما في المواقع المفتوحة، أقل أمناً من الاتصالات الخلوية، وعندما يدمج جهاز ما بين 3G وWINFi، يجب إنفاذ الأمن في كل عملية تسليم، ويمكن للمهاجمين أن ينشئوا نقاطاً للوصول إلى مواقع متنقلة تُعد شبكات الوايل الشرعية، وتُستخدم أجهزة للربط ثم اعتراض حركة المرور، وتخفف الحلول مثل الأنفاق التي تُستخدم في نظام المعلومات المتكامل لتحديد الهوية، وتُخفف من صحة شهادات التوثيق.

نسق التفاعل والتوحيد

وعلى الرغم من المعايير التي وضعتها الشراكة العالمية في مجال التجارة العالمية، فإن التكامل الحقيقي في العالم يتطلب في كثير من الأحيان تنفيذاً معتاداً، إذ أن مختلف البائعين المفتقرين إلى الرقاقة، ونسخ نظام التشغيل، وتشكيلات المشغلين يمكن أن تؤدي إلى عدم الاتساق في سلوك التسليم، مثلاً، قد يلتزم جهاز ما بإشارة ضعيفة من نوع 3G بدلاً من التحول إلى إشارة قوية من طراز Wi-Fi، أداء مهين.

نوعية الخدمات (الخدمة العامة)

ويدير الشبكات التي تستخدم ثلاث جيات المشغلون الذين يمكنهم ضمان بعض الأشعة الكهرومغناطيسية للبيانات الصوتية والتاريخية، وييف، الذي يعمل في طيف غير مرخص به، ويخضع للتدخل من أجهزة أخرى لا حصر لها (موجهات الجيران، والموجات الدقيقة، والبلوتوث) وقد يتعرض المستخدم، أثناء تسليمه من 3G إلى WiFi، لخسارة في التعبئة، أو المرارة، أو الانقطاع المفاجئ في تطبيقات.

المسائل المتعلقة بالانتقال والتنظيم

ويستخدم الواي فاي فرقا غير مرخصة يمكن أن تزدحم، ويحتاج دمجها إلى تخطيط دقيق للتواتر والامتثال للأنظمة المحلية (مثلا، أقصى قدرة لنقل الواي فاي) وفي بعض البلدان، يُقصر المشغلون على استخدام قنوات معينة من شبكة وي - فاي أو يواجهون عقبات في مجال التصديق، بالإضافة إلى أن ثلاث شبكات من طراز LG بدأت تتحول إلى أشعة عالمية (الكثير من الأجهزة).

الاتجاهات المستقبلية: ما بعد 3G Integration

ومع قيام المشغلين بالتخلص التدريجي من 3G لإعادة استخدام طيف تكنولوجيا الاتصال وموجات الـ 5 جي، فإن مبادئ التكامل المتعدد التكنولوجيا تتطور وتتطور. وتصمم شبكات الـ 5 جي من الأرض للعمل مع ويلي فاي (التقليدي و6 جيهزو فيني 6 هاء/7) عن طريق ] تلقي التوجيه في مجال الاتجار، والتبديل، وتقسيم الحدود بين أجهزة الاتصال (ATSS، في وقت واحد]

ويجري تطبيق الاستخبارات الفنية والتعلم الآلي على قرارات اختيار الشبكات وتسليمها، وبدلا من العتبات البسيطة لسلسلة الإشارات، تنظر خوارزميات التكامل الحديثة في الأنماط التاريخية، وتنقل المستخدمين، ونوع التطبيقات، وحتى تحميل الشبكة المتوقع، فعلى سبيل المثال، يمكن للجهاز الذي يقوده المعهد أن يُفتح قبل دخوله إلى شبكة وي - في محطة قطار قبل أن يدخل المستعمل المبنى، بما يكفل عدم تسليمه.

ويمكن للمشغلين أن يقدموا شبكات افتراضية متعددة على نفس البنية التحتية المادية، مع ضماناتهم الخاصة بنظام تحديد وخفض الانبعاثات، ويمكن أن يسلّم شريحة مخصصة للاتصالات ذات الاعتماد المنخفض جداً إلى وصلة بين الشبكة اللاسلكية وبلا رحمة، مع الحفاظ على ميزانيات دقيقة للتساهل، وهو أمر مستحيل مع دمج الإرث 3G-to-Wi-Fi.

وأخيراً، فإن ارتفاع شبكات خاصة من شبكة حرف الـ 5G/LTE ] (مثلاً، CBRS في الولايات المتحدة) إلى جانب مؤسسة وي - فاي، يضفيان على الخطوط الفاصلة بين الخلايا اللاسلكية المحلية، ويمكن لهذه الشبكات أن تدمج مع الشبكات المتنقلة العامة، مما يتيح للمستعملين خبرة موحدة في المجالين.

خاتمة

وكان إدماج شبكات ثلاثية الأبعاد مع شبكة وي - في وغيرها من التكنولوجيات اللاسلكية خطوة محورية في تطور الاتصالات المتنقلة، وحلت هذه الشبكة التغطية المحدودة للمشاكل في العالم الحقيقي، واكتظاظ البيانات، وتصريف البطاريات، وارتفاع التكاليف، مع وضع الأساس التقني والمعماري لعالم اليوم المتعدد النطاقات، وهو عالم يمتد فيه عدد المستفيدين منه إلى خمسة آلاف، ومع ذلك، فإن المجموعة الثالثة هي التي تدير الدروس المستفادة والمعايير الموضوعة (النقل اللاسلكي عبر شبكة الإنترنت، سياسة " إيواو إنتر " إيواد إيواد إيواد إيواد إيواد إي.

وبالنسبة للمستعملين، يظل الوعد كما هو: عدم استقرار، وموثوقية، وسرعة الربط، بغض النظر عن الموقع أو التكنولوجيا، أما بالنسبة للمشغلين والبائعين في المعدات، فإن التكامل يظل تحديا استراتيجيا - ولكن عندما ينفذ جيدا، يحقق قيمة هائلة، وبينما نتحرك نحو مشهد لاسلكي يتسم بالتنوع المتزايد، فإن القدرة على التلويث مع مختلف الأجيال وأنواع الشبكات ستظل هامة مثل التكنولوجيات الفردية ذاتها.

الموارد الخارجية: ]