مقدمة
لا يخفى على القاصي والداني أن التحدي الرئيسي في الإتصالات اللاسلكية هو المساومة بين زيادة سرعة نقل البيانات والتضحية بالمدى والمسافة المنقولة، أو زيادة المدى والتضحية بالسرعة، ومع كل جيل وتقنية جديدة نرى عالم التقنية يتجه نحو السرعات الفائقة والمزيد من البيانات المنقولة عوضًا عن الوصول للمسافات الأبعد…
لكن … في الأونة الأخيرة ومع تطور الأبحاث التقنية وجدنا إتجاهًا جديدًا وتقديم حلولًا فعلية، تجمع بين السرعات العالية والمسافات الطويلة!
تقنية الـ Multi Input Multi Output – مدخلات متعددة ومخرجات متعددة
أولى الحلول المميزة التي توصلنا لها هي تقنية الـ “MIMO – مدخلات متعددة ومخرجات متعددة”، الفكرة خلف هذه التقنية هو إستخدام عدة هوائيات في أجهزة الإرسال وعدة هوائيات في أجهزة الاستقبال لتحسين الأداء وزيادة سرعة نقل البيانات دون حاجة لزيادة عرض النطاق الترددي أو القدرة المرسلة!
لو تحدثنا عن نظام الإرسال التقليدي في إبراج الإتصالات، فهو يعتمد على نقل البيانات عبر مسار واحد بين المرسل والمستقبل، لكن في هذه التقنية تعمل هذه الهوائيات على إرسال وإستقبال البيانات عبر مسارات متعددة في الوقت ذاته مما يؤدي إلى زيادة في كمية البيانات التي يتم نقلها عبر قنوات الإتصالات اللاسلكية من دون التضحية بالمدى والمسافة لهذه البيانات.
فبهذا، يمكن لهذه التقنية أن تزيد من سرعة الإتصال اللاسلكي بشكل كبير دون الحاجة إلى إستخدام نطاق ترددي أوسع والتضحية بالمسافة المنقولة، وهذا يؤدي إلى تغطية أفضل للشبكة عبر مسافات أكبر وأحتى في بيئات مليئة بالعوائق مثل المدن المزدحمة أو المباني المغلقة. [1]
تقنية الخلايا الصغيرة – Small Cells
من الحلول التقنية المثيرة للإهتمام التي بدأت تظهر مع إنتشار شبكة الجيل الخامس هي تقنية الخلايا الصغيرة، ماهي هذه التقنية؟ تعمل الخلايا الصغيرة على نشر قواعد لاسلكية صغيرة الحجم ومنخفضة الطاقة في أماكن محددة لتعزيز تغطية الشبكة وسرعتها، يتم توزيع هذه الخلايا بكثافة لتغطية المناطق التي تحتاج إلى سعة أكبر من البيانات مثل المدن شاسعة الحجم أو الأماكن المكتظة.
ولا بد لنا من السؤال، كيف تعمل هذه التقنية؟ تعمل هذه التقنية كمعززات لشبكة الإتصالات التقليدية، لدعم الشبكة في المناطق ذات المساحة الكبيرة التي تحتاج لمدى أطول في التغطية أو في الأماكن المكتظة التي تحتاج إلى تخفيف العبء عن الأبراج التقليدية فبذلك هي تقنية تزيد من كفاءة الشبكة وتقدم تغطية أفضل بمدى أوسع وكذلك تقدم مرونة في نشر الشبكة بسبب صغر حجمها وتكلفتها الأقل من الأبراج التقليدية.[2]
ونلاحظ بشكل متزايد إعتماد هذه التقنية مع شبكات الجيل الخامس، خصوصًا مع سرعاتها العالية ومدى إشاراتها المنخفض فهي تساعد في تمديد مدى التغطية وزيادة جودة البيانات، وبهذا نرى في الجامعات أو مراكز التسوق الكبيرة وجودًا بارزًا للخلايا الصغيرة فيها نظرًا للاكتظاظ والطلب المتزايد للشبكة في مثل هذه الأماكن،
ختامًا
تقنية “المدخلات المتعددة والمخرجات المتعددة” وتقنية الخلايا الصغيرة هي تقنيات رأيناها بالفعل في واقعنا، لكن لا زالت تحمل مراكز البحث والتطوير “R&D” وكذا الجامعات العديد من التقنيات المميزة التي لم تنضج بعد، مثل:
إدارة الطيف الترددي بالذكاء الإصطناعي: والتي تستخدم تقنيات تعلم الآلة والتحليل التنبؤي في تحسين كفاءة الطيف الترددي من دون الحاجة للتدخل البشري.[3]
الإتصالات الكمومية (Quantum Communication): بلا شك المستقبل سيعتمد على فيزياء الكم والتعامل مع الكيوبت بدلًا من البت التقليدي وهذا التطور سيمكننا من إنشاء تقنية إتصالات تعتمد على التشابك الكمي الذي سيقدم جودة نقل عالية ومسافات شاسعة بإذن الله من دون التأثر بالضوضاء والتداخلات. [4]
الاتصالات البصرية اللاسلكية (Li-Fi): وهي تقنية تعتمد على استخدام الضوء لنقل لبيانات بسرعة عالية وهي على غرار الألياف البصرية لا تتأثر بضجيج الإشارة ولا بالتدخلات التقليدية. [5]
ولكن الوقت هو الفيصل في مثل هذه التقنيات فهي لا زالت في طور الإبحاث ولم تترجم بعد لمنتجات فعلية، والواضح لنا أن نضوجها يحتاج بعض الوقت قبل أن نراها تستعمل في شبكاتنا الحالية.
المراجع:
[1] – https://www.techtarget.com/searchmobilecomputing/definition/MIMO
[2] – https://www.crowncastle.com/communities/small-cell-information
[3] – https://www.analysysmason.com/about-us/news/newsletter/ai-spectrum-management/
[4] – https://www.technologyreview.com/2019/02/14/103409/what-is-quantum-communications/
[5] – https://www.purelifi.com/about-lifi/
