وقد عملت الشبكات الثلاثية السنوات لأكثر من عقدين كقاعدة أساسية حاسمة للاتصالات في حالات الطوارئ والهياكل الأساسية للسلامة العامة في جميع أنحاء العالم، وفي حين أن هذه الشبكات كثيرا ما تحجبها تكنولوجيات أسرع من 4G و 5G، والنظام العالمي للاتصالات السلكية واللاسلكية المتنقلة، وأسلافه من ثلاث فئات، قد استحدثوا أول قدرات متنقلة حقا على نطاق واسع تحولت في كيفية قيام أول مستجيبين ووكالات حكومية ومواطنين عاديين بالتنسيق خلال الأزمات.

تطور 3G كمنبر للسلامة العامة

عندما بدأت شبكات الـ 3 جي في النشر التجاري في أوائل 2000 كانت تمثل تحولاً في النموذج من الصوت الذي يُطلق على الدائرة إلى بيانات مُستغنى عنها، ولم يكن هذا الانتقال يتعلق فقط بتسريع عملية التعبئة على الإنترنت، بل غيّر أساساً إمكانيات خدمات الطوارئ، وخلافاً لما كان عليه قبلها في 2G، قدم 3G الترددات الكافية لنقل البيانات في الوقت الحقيقي، بما في ذلك تبادل الخرائط، وإطار معلومات المرضى، ومشاهد الفيديو.

وقد وجدت البلدان التي استثمرت بشدة في الهياكل الأساسية لـ 3G، ولا سيما في المناطق الريفية والمناطق التي لا تحظى بخدمات كافية، أن هذه الشبكات أصبحت بطبيعة الحال شبكة أمان عام بحكم الواقع، وفي المناطق التي تكون فيها الشبكات الإذاعية المخصصة لحالات الطوارئ (مثل شبكة التدريب في أوروبا أو P25 في أمريكا الشمالية) باهظة التكلفة بحيث تكون قادرة على الانتشار على نطاق واسع، وتوفر شبكات من فئة الخدمات العامة بديلا فعالا من حيث التكلفة يحفز الهياكل الأساسية التجارية القائمة، وتشمل الخصائص الرئيسية التي تجعل 3G مناسبة للاتصالات في حالات الطوارئ تغطيها تغطية واسعة نسبيا، في آن واحد، وتعطي الأولوية، وذلك من خلال خدمات الاتصالات الصوتية النوعية.

قدرات الصوت والبيانات المتزامنة

ومن أهم السمات التقنية لشبكات 3G لاستخدامها في حالات الطوارئ القدرة على التعامل مع المكالمات الصوتية المتزامنة وجلسات البيانات، وفي شبكات الـ 2G السابقة، فإن الدعوة الصوتية ستمنع بشكل فعال من الربط بين البيانات، وخلال الأزمات، غالبا ما يحتاج مرسلو الطوارئ والمستجيبون الأولون إلى الوصول إلى قواعد البيانات، أو الحصول على آخر المستجدات في الحوادث، أو تبادل الوسائط المتعددة بينما تبقى على اتصال صوتي.

وقد اعترفت لجنة الاتصالات الاتحادية في الولايات المتحدة منذ وقت طويل بأهمية هذه القدرة، وكلفت شركات النقل المتنقلة بدعم خدمات الطوارئ المعززة (E911)، التي تشمل نقل بيانات الموقع إلى جانب المكالمات الصوتية () FCC E911 المتطلبات ). وفي حين لم تكن 3G هي الشبكة الأولى لدعم E911، فقد حسّنت بشكل كبير دقة وسرعة تحديد الموقع مقارنة بالتكنولوجيات السابقة.

تعقب الموقع والاستجابة في حالات الطوارئ الجغرافية المكانية

3G networks integrate with Global Navigation Satellite Systems (GNSS) like GPS and Galleo to provide accurate positioning data, this capability is foundational to modern emergency response. When a person dials an emergency number from a 3G tool, the network can determine the caller's location either through cell tower triangulation or by extracting GPS coordinates from the handset. Assisted GPS hall up, which uses resources to satellite network

وفي سياق حالات الطوارئ الواسعة النطاق مثل الزلازل أو الفيضانات أو حرائق برية، تتيح بيانات الموقع من أجهزة ثلاثية الأبعاد عدة مهام حاسمة:

  • Victim localization]: يمكن لخدمات الطوارئ أن تحدد الأفراد الذين يحاصرون أو يصابون أو لا يستطيعون توفير موقعهم شفويا.
  • Evacuation routing]: بيانات الموقع في الوقت الحقيقي من الأجهزة النقالة المجمعة تساعد السلطات على تحديد المناطق التي يوجد فيها تركيزات عالية من الأشخاص الذين يحتاجون إلى الإجلاء على سبيل الأولوية.
  • Resource deployment]: يمكن توجيه المستجيبين الأولين إلى إحداثيات دقيقة، والحد من أوقات البحث، وتحسين نتائج البقاء.
  • Dynamic alerting]: يمكن لتكنولوجيا الملاحة الأرضية أن تطلق إنذارات طارئة فقط على أجهزة في نطاق محدد لمنطقة الخطر، بما يكفل أن تكون الإنذارات ذات صلة ولا تُتجاهل.

قامت دول مثل اليابان وشيلي بدمج خدمات الموقع على 3G في نظم الإنذار المبكر الوطنية الخاصة بها، فالتأخر المعتاد من اكتشاف الزلازل إلى تنبيه شبكات 3G على سبيل المثال، مما يدل على ملاءمة الشبكة للاتصالات ذات الأهمية الزمنية.

نظم الإنذار في حالات الطوارئ أكثر من 3G

وقد كان الإنذار العاجل من جانب الحكومة إلى الأشخاص تطبيقا رئيسيا للسلامة العامة لشبكات ثلاثية الجيل، وقد نفذت معظم البلدان نوعا من نظام الإنذار المتنقل لحالات الطوارئ يعمل على أكثر من 3G: الإنذارات الطارئة اللاسلكية في الولايات المتحدة، ونظام الإنذار في حالات الطوارئ في المملكة المتحدة، ونظام الإنذار العام على نطاق الاتحاد الأوروبي، الذي يستند إلى بروتوكول الإنذار الموحد، وتستخدم هذه النظم جميع أجهزة البث الإذاعي.

3G networks are particularly well-suited for Cell Broadcast because of their efficient use of broadcast channels. contrast SMS-based alerts, which can cause congestion when millions of messages are sent concur, Cell Broadcast over 3G is a "one-to-many" transmission that places minimal load on the core network. This was demonstrated during the 2011 Thokuزل and tsunami in Japan, where millions of alertll were delivered via 3 minutes

دعم مجتمع السلامة العامة والتنسيق بين المستجيبين الأولين

وبالإضافة إلى المكالمات الفردية في حالات الطوارئ، أتاحت شبكات 3G مبادرات مجتمعية للسلامة العامة كان من الممكن أن تكون مستحيلة مع التكنولوجيات السابقة، فمجموعات مراقبة الجوار، وأفرقة الاستجابة لحالات الطوارئ المجتمعية، ومنظمات البحث والإنقاذ التطوعية تستخدم أجهزة اتصال ثلاثية الأبعاد لتنسيق الأنشطة، وتقاسم صور المفقودين أو النشاط المشبوه، وتلقي مواد تدريبية، ويعني توافر أجهزة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع أن هذه الجهود الشعبية يمكن أن تتوسع بسرعة دون الحاجة إلى معدات متخصصة.

كما قامت منظمات المستجيبين الأولى ببناء سير عمل تشغيلية حول شبكات من ثلاث مجموعات، فعلى سبيل المثال، تستخدم إدارات الإطفاء في المناطق الريفية شبكات من ثلاث مجموعات من أجل بث شريط فيديو للمراقبة من مصادر مثل كاميرات المرور أو الطائرات بدون طيار، وتستخدم وكالات إنفاذ القانون 3G للوصول إلى قواعد البيانات الجنائية وإجراء عمليات فحص تسجيل المركبات من الميدان، وتحيل خدمات الإسعاف إشارات حيوية إلى إدارات الطوارئ في المستشفيات بينما تتجه نحوها، مما يتيح للأطباء الاستعداد للوصول إلى شبكات المعلومات القائمة على كثافة البيانات.

التكامل مع نظم إدارة الطوارئ

تعتمد مراكز العمليات الطارئة الحديثة على نظم الإرسال بمساعدة الحاسوب وبرامجيات إدارة الحوادث التي كثيرا ما تتواصل على الشبكات المتنقلة، وقد أتاحت قدرات البيانات في 3 جي الوحدات الميدانية تحديث مركزها وطلب الموارد وتلقي المعلومات اللازمة للبعثة في الوقت الحقيقي القريب، وكان استخدام 3 جي كطبقة نقل لهذه النظم مهما للغاية في البلدان النامية حيث يكون بناء شبكات خاصة مخصصة مكلفة لخدمات الطوارئ أمرا محظورا.

في هذه الحالة، الفلبين التي تختبر تواتر حالات التفريغ والزلازل، تستخدم مزيجاً من 3 جي و نظام اتصالات وطني للطوارئ يسمى "التواصل من أجل الاستجابة للطوارئ"، وتدمج بيانات الشبكة المتنقلة مع منابر نظام المعلومات الجغرافية لرسم خرائط المناطق المتضررة وتنسيق جهود الإغاثة، حيث تمتد التغطية بثلاث جي إلى العديد من الجزر النائية حيث يكون الساتل البديل الوحيد، فإنه يظل جزءاً لا غنى عنه من الهياكل الأساسية.

وبالمثل، استخدم مكتب الأمم المتحدة لتنسيق الشؤون الإنسانية 3 شبكات من الشبكات الحكومية في أزمات إنسانية متعددة لدعم تبادل المعلومات بين وكالات الإغاثة، وخلال تفشي فيروس إيبولا في غرب أفريقيا في عام 2014، مكنت شبكات الخدمات الصحية من الإبلاغ عن الحالات ونقل نتائج المختبرات بسرعة أكبر من النظم الورقية، مما أدى إلى الإسراع بشكل كبير في الاستجابة (]]]]] تكنولوجيا مكتب تنسيق الشؤون الإنسانية في الاستجابة لفيروس إيبولا.

قدرة 3G على التكيف مع الهياكل الأساسية وإعادة إعاشتها

ومن الجوانب الحاسمة للاتصالات في حالات الطوارئ قدرة الشبكات على التكيف، وهناك عدة سمات مدمجة تجعلها قوية خلال الكوارث:

  • Cell tower batteryback]: معظم محطات قاعدية ثلاثية الأبعاد مجهزة بنظم بطارية يمكنها توفير ساعات من التشغيل أثناء انقطاع الكهرباء.() وفي بعض البلدان، تُسند اللوائح التنظيمية الطاقة الاحتياطية لأبراج الخلايا التي تخدم مناطق عالية الأهمية مثل المستشفيات والمباني الحكومية.
  • Distributed structure]: صممت شبكات ثلاثية الأبعاد بهياكل هرمية تسمح لبعض الوظائف بالبقاء حتى لو فشلت أجزاء من الشبكة الأساسية، ويمكن لمراكز التحويل المتنقلة أن تتعامل مع حركة المرور المحلية حتى عندما تقطع الاتصالات مع الشبكة الأوسع نطاقا.
  • Frequency diversity]: تعمل شبكات ثلاثية الجيل عادة في نطاقات متعددة الترددات، مما يوفر بعض الحصانة للتدخل ويتيح تحقيق توازن في الحمولة.
  • Roaming agreements]: During a crisis, mobile operators often enable free roaming across all national networks to ensure that participantrs can connect to any available cell. This has been practiced in events such as Hurricane Katrina in the U.S. and the 2015 Nepalزل.

ومع ذلك، فإن شبكات الغازات الثلاثية الأبعاد لها أوجه ضعف، والأهم من ذلك اعتمادها على شبكات الطاقة التجارية، وقد تُنفد بطاريات الدعم، والمولدات الكهربائية، من الوقود، وقد كشفت أحداث كثيرة في حالات الكوارث هذا الضعف، مما أدى إلى تحسين القدرة على التكيف من خلال خلايا محمولة على العجلات، وخلايا على الطائرات الآلية، وقد أدى المشروع الثالث لشراكة الأجيال الثالثة، الذي يُوحّد التكنولوجيات المتنقلة، إلى زيادة الاحتياجات من القدرة على مواجهة الكوارث.

الحدود والانتقال إلى 4G/5G

وعلى الرغم من مساهماتها، يجري تدريجياً التخلص التدريجي من 3G technology.G. على الصعيد العالمي، وقد قام الناقلون الرئيسيون في الولايات المتحدة وأوروبا وآسيا بالفعل بإغلاق أو أعلنوا عن خططهم للتقاعد من شبكاتهم الثلاثية الأبعاد لإعادة استخدام الطيف لأربعة جنايات و5 ج.

تحديات 3G Sunset for Public Safety

  • Device compatibility: العديد من أجهزة الطوارئ القديمة، مثل التليفزيونات في المركبات للاتصالات بسيارات الإسعاف، ونظم الاستجابة لحالات الطوارئ الشخصية التي يستخدمها المسنون، وبعض نظم الدعم المتنقلة الثابتة، تعتمد فقط على 3G. These devices will stop functioning when 3G is turned off unless they are upgraded or replaced.
  • Coverage gaps]: في بعض المناطق الريفية والنائية، يقدم 3G التغطية المتنقلة الوحيدة القابلة للبقاء، وعندما يتم سحب هذه الشبكات من الخدمة دون استبدال 4G/5G، قد تتدهور بشدة قدرات الاتصالات في حالات الطوارئ في تلك المناطق.
  • Cost of migration]: كثيرا ما تعمل وكالات السلامة العامة على ميزانيات ضيقة، وترفع آلاف الأجهزة الميدانية، واللوحات اللاسلكية، ومراكز إرسال لدعم أجيال الشبكة الجديدة، تتطلب نفقات وتخطيطا كبيراين.
  • Interoperability issues]: مختلف الناقلات تغلق 3G على جداول زمنية مختلفة، مما يخلق بيئة مجزأة حيث تفقد بعض المناطق 3G بينما لا تزال مناطق أخرى تعتمد عليها، مما يعقّد عمليات خدمات الطوارئ الشاملة لعدة ولايات.

الفرص مع شبكات الجيل القادم

4G LTE and 5G bring substantial improvements that directly benefit public safety:

  • Higher data rates]: 4G offers up to 150 Mbps, and 5G can exceed 1 Gbps, enabling high-definition video streaming from body cameras, drones, and fixed cameras at incident scenes.
  • تساهل الأرض : 5G تحت 10 مللي ثانية تَسْمحُ للتحكم في الوقت الحقيقي عن بعد بالنظم الآلية والمركبات المستقلة المستخدمة في البيئات الخطرة.
  • Network slicing ]: 5G can create virtual "slices" dedicated to public safety traffic, ensuring priority and isolation from consumer congestion.
  • Enhanced reliable]: Mission-critical push-to- talk (MCPTT) and other features specified by 3GPP in Release 12 onwards make 4G/5G suitable for primary public safety communications.
  • Private 5G networks]: يمكن للمنظمات نشر شبكات خاصة محلية للملاعب والمصانع والمستشفيات، مما يوفر قدرات مخصصة لأفراد الطوارئ.

وتجسد شبكة الاستجابة الأولى في الولايات المتحدة هذا التطور، وهي شبكة اتصالات وطنية للسلامة العامة تُبنى على 4G LTE وتتطور إلى 5G، وتُصمم لإعطاء الأولوية للمستجيبين الأوليين والاحتفال بالشبكات التجارية، غير أن النشر المبكر للشبكة يعتمد اعتماداً كبيراً على الهياكل الأساسية القائمة التي تستخدم ثلاث جيات من أجل التغطية في المناطق الريفية، والانتقال إلى 4G/5G بشكل كامل كان تدريجياً (1]).

كفالة الانتقال السلس لخدمات الطوارئ

وللتخفيف من مخاطر الغروب من ثلاث مجموعات، وضعت الحكومات ومشغلو الشبكات خططاً انتقالية، وأنشأت لجنة المنافسة النزيهة، على سبيل المثال، الفريق العامل المعني بـ " مجموعة الغنائم " للتنسيق مع أصحاب المصلحة في مجال السلامة العامة ونشر التوجيه بشأن جداول الهجرة واستبدال الأجهزة (]) والفريق العامل المعني باختصارات الهجرة من الفئة 3G Sunset ).

  • تحديد جميع معدات الطوارئ المعتمدة على ثلاث فئات المستخدمة من خلال عمليات مراجعة الحسابات والمخزونات.
  • العمل مع البائعين للحصول على استبدالات قابلة للمقارنة من 4G/5G قبل مواعيد إغلاقها بوقت كاف.
  • ضمان أن تدعم أجهزة الاستبدال الوصول المتعدد النطاقات 4G/5G لتوفير خيارات التراجع إذا كانت التغطية غير متسقة.
  • اختبار أجهزة وتطبيقات جديدة في ظروف العالم الحقيقي للتأكد من أنها تستوفي معايير الموثوقية نفسها التي تستوفيها النظم القديمة الثلاثية الأبعاد.
  • توعية الجمهور، ولا سيما السكان الضعفاء الذين يعتمدون على أجهزة إنذار طبية قائمة على ثلاث فئات، بالحاجة إلى تحسين مستوى هذه الأجهزة.

وعلى الصعيد الدولي، أوصى الاتحاد الدولي للاتصالات بأن يعتمد المنظمون نهجاً " محايداً للتكنولوجيا " ، يتيح لوكالات السلامة العامة اختيار أنسب التكنولوجيات لاحتياجاتها، مع ضمان عدم ترك سياسات تخصيص الطيف دون قصد خدمات حاسمة دون ربط، كما أكدت منظمة الصحة العالمية أهمية الحفاظ على قدرة الشبكة المتنقلة على التكيف كعنصر من عناصر النظام الصحي الدولي ( WHO communications).

مستقبل الاتصالات الطارئة فيما بعد

بينما يتناقص دور 3G، فإن إرثه كبير، والأطر التقنية والتشغيلية التي أنشئت لـ 3G الاتصالات الطارئة مثل تحديد موقع المكالمات الطارئة، ووضع خطط لتحديد الأولويات، وتنبيه البث الخليوي إلى معايير 4G و 5G، وعلاوة على ذلك، فإن الخبرة المكتسبة من نشر خدمات الطوارئ على 3G قد أبلغت تصميم شبكات المستقبل بأن يكون أكثر مرونة وقدرة.

وفي المستقبل، ستزيد عدة تكنولوجيات ناشئة من تعزيز السلامة العامة:

  • Satellite-direct-to-phone]: الشركات مثل ستارلينك ومحرك الفضاء AST تطوير خدمات تربط الهواتف الذكية القياسية مباشرة بالسواتل المنخفضة المدار، وتوفر الاتصال في حالات الطوارئ حتى عندما تدمر الشبكات الأرضية.
  • ) محلليون مزودون بطاقات مُقدَّمة من المعهد الدولي للتصنيف والتصنيف (FLT:1]: يمكن لوحدات التعلم الماكين تحليل أنماط الاتصالات الطارئة للتنبؤ بالطلبات الطارئة وتخصيص موارد الشبكة تلقائياً.
  • Internet of things (IoT) for public safety]: Environmental sensors, wearable terror blues, andelli building systems can communicate over 4G/5G networks, providing early warnings and automating emergency responses.
  • Multi-access edge computing (MEC)]: By processing data closer to the network edge, MEC reduces latency for critical applications like real-time video analytics for threat detection.

وستجمع استراتيجية الاتصالات الأكثر مرونة في حالات الطوارئ بين التكنولوجيات المتعددة: الشبكات المتنقلة الأرضية (4G/5G)، والشبكة الخلفية الساتلية، وحتى إذاعة الهواة كنتيجة للتراجع. وكانت شبكات الغازات الثلاث خطوة رئيسية إلى الأمام في إتاحة النطاق العريض المتنقل للسلامة العامة، ويجب أن تدار غروب الشمس بعناية لضمان عدم فقدان أي مجتمع للتواصل الأساسي خلال الفترة الانتقالية.

خاتمة

وقد أدت الشبكات الثلاثية الأهداف دورا لا غنى عنه في تيسير الاتصالات الطارئة والسلامة العامة لمدة ما يقرب من عقدين، ومن تمكين الاتصالات الصوتية الموثوقة وتتبع المواقع إلى دعم تنبيهات البث الخليوي والاندماج في نظم إدارة الطوارئ، وفرت 3 جي حياة لا حصر لها، وحسنت كفاءة المستجيبين الأولين في جميع أنحاء العالم، ومن ثم فإن تغطيتها الواسعة النطاق، وقدرات الصوت/البيانات المتزامنة، والهياكل الأساسية المتعددة الأغراض جعلتها منبرا طبيعيا لكل من المكالمات الطارئة والاستجابة للكوارث على نطاق واسع.

ومع انتقال العالم إلى شبكات من طراز 4G و5G، لا تزال المبادئ والنظم التي وضعت للاتصالات من أجل 3G في حالات الطوارئ تشكل أساسا صلبا، ويتمثل التحدي الرئيسي الآن في ضمان الهجرة المنظمة التي لا تترك ثغرات في التغطية أو الوظائف، ولا سيما بالنسبة للفئات السكانية الضعيفة والمناطق النائية، وبفضل التخطيط الدقيق، واستمرار الاستثمار في الهياكل الأساسية للشبكات القادرة على التكيف، وإدماج تكنولوجيات جديدة مثل شبكات الاتصال المباشر إلى الهواتف والحواسيب المتحركة، فإن مستقبل الاتصالات العامة يبدو أكثر حيوية.