ما هي التحديات في تنفيذ شبكات 5G

إنّ تزايد عدد العملاء والطلب المتزايد باستمرار على الخدمة وتعقيد الخدمات هي العوامل الدافعة لمشغلي الهاتف المحمول؛ لإحداث نقلة نوعية في التكنولوجيا الأساسية وشبكات الوصول إلى الراديو وشبكة الهاتف المحمول “5G” هي نتيجة لهذا التحول النموذجي، وهي قيد النشر حالياً في العديد من البلدان المتقدمة، ومع ذلك فإنّ معظم البلدان الأقل نمواً “LDCs” قد نفذت مؤخراً شبكات للهاتف المحمول “4G” والتي لم تكتمل بعد مرحلة إنهاء دورها الإجمالي.

ما هو الجيل الخامس 5G

يُعرف الجيل الخامس من الشبكات الخلوية باسم “5G”، ومع “5G” يتم تمكين الوصول إلى عرض نطاق ترددي متزايد وزمن انتقال منخفض للغاية، واتصال أسرع وتوسيع الحضارات وإحداث ثورة في الصناعات وتحسين التجارب اليومية بشكل جذري، كما كانت الصحة الإلكترونية والمركبات المتصلة بالشبكات وأنظمة المرور والألعاب السحابية المتقدمة للأجهزة المحمولة تعتبر مستقبلية في السابق، كما يمكن المساعدة في إنشاء مستقبل أكثر ذكاءً وأماناً واستدامة باستخدام تقنية “5G”.

• “LDCs” هي اختصار لـ “Long Distance Carrier”.

أساسيات التحديات في تنفيذ شبكات 5G

تم العمل على تحقيق مدى جدوى أقل للبلدان في النمو للتأكيد على إمكانية نشر شبكات “5G” في الوقت الحالي، وفي البداية تم اتخاذ نهج شامل لإظهار التحديات التقنية الرئيسية التي من المحتمل أن تواجهها أقل البلدان نمواً أثناء نشر شبكات الهاتف المحمول “5G”، كما أنّ الجوانب الأمنية المختلفة لشبكات “5G” هي مشكلة مستمرة وأنّ أقل البلدان نمواً ليست مؤهلة من الناحية التكنولوجية للتعامل مع العديد من الثغرات الأمنية لشبكات “5G”.

وفي الوقت نفسه تكون معظم حالات استخدام شبكات الجيل الخامس غير قابلة للتطبيق في سياق العديد من أقل البلدان نمواً وعلى الأقل في الوقت الحالي، كما تم البدء بنشر شبكة “5G” في أقل البلدان نمواً سيستغرق وقتاً أطول بكثير ممّا كان متوقعاً.

ما هي التحديات التي تواجه شبكات 5G

1- خلق شبكات كثيفة ومعقدة

ستكون شبكات “5G” أكثر تعقيداً بكثير من الشبكات الحالية، كما تُعد الحاجة إلى شبكات أكثر كثافة أحد جوانب هذا التعقيد المتزايد، وعلى الرغم من قوتها إلّا أنّ هوائيات “5G” الجديدة ومعدات “RAN” تغطي مساحة أقل بكثير من خلايا “4G” الكبيرة.

• “RAN” هي اختصار لـ “radio access network”.

2- توافر الطيف

يمثل اكتساب الطيف الترددي دائماً مشكلة لمقدمي الخدمات الذين يطبقون تقنية جديدة أو يعززون تقنية موجودة، ومن ناحية أخرى فإنّ “5G” تضع طلباً مرتفعاً على الطيف لأنّه لتحقيق معدلات بيانات جيجابت في الثانية أو زمن انتقال منخفض للغاية يلزم وجود أجزاء كبيرة من الطيف المرخص.

في النهاية سيكون الأمر متروكاً للاتحاد والسلطات الوطنية لضمان إمكانية الوصول إلى الطيف الكافي كما سيرغب مقدمو الخدمة بشكل مثالي في مزيج من أقل من “1 جيجاهرتز” للتغطية، وفوق “6 جيجاهرتز” للسعة و”1 جيجاهرتز ” – “6 جيجاهرتز” كأرض وسطية بين الاثنين ويُعد العمل بأكثر من “6 جيجاهرتز” في نطاق الموجة ملم مشكلة بحد ذاتها.

3- يعد نشر LTE-NR الهجين أمرا بالغ الأهمية

يتم استخدام شبكة “5G” غير المستقلة والتي تستخدم الوصول إلى “LTE Core” و”LTE” كمرساة للراديو الجديد وفي المرحلة الأولى من عمليات تثبيت “5G (NR)”، و”LTE eNB” و”5G gNB” مسؤولان عن التحكم في حركة المرور وحركة المستخدم الزائدة فوق حركة “LTE”.

يُعد استخدام طبقة “LTE-mac” لتكوين “LTE-NR” الهجين مفيداً لنشر “5G” في نطاق “mmW” ويعزز التنقل بين النقاط الفعالة، وعند السرعات المتواضعة تعمل قابلية التنقل المكتسبة عبر “mmW” بشكل فعال، ومع ذلك فإنّ هذه المزايا مستمدة من أداء الاتصال المزدوج “EN-DC” واختبار شبكة “5G” يمثل تحدياً نظراُ لتعقيده ولنقل البيانات والإرسال إلى “NR” فإنّه يتطلب التزامن بين “gNB” و”eNB”.

• “LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.

• “EN-DC” هي اختصار لـ “E-UTRAN New Radio – Dual Connectivity”.

4- إدارة حركة المرور

على النقيض من حركة المرور التقليدية من إنسان إلى إنسان في الشبكات الخلوية، فإنّ عدداً كبيراً من الأجهزة من آلة إلى آلة “M2M” في الخلية قد تؤدي إلى مشكلات كبيرة في النظام، مثل تحديات شبكة الوصول اللاسلكي “RAN” ممّا يؤدي إلى زيادة الحمل والازدحام.

• “M2M” هي اختصار لـ “Machine-to-machine communication”.

5- اللوائح تعيق تنفيذ شبكات 5G

سيتم تطوير “5G” بمعدل مختلف في كل دولة مع القليل من الميزات القياسية والمتنوعة، وهذا يعني أنّه على الرغم من أنّ بعض الميزات التقنية عالمية إلّا أنّ القواعد واللوائح ليست كذلك، حيث أن لكل دولة مجموعة تشريعات خاصة بها والتي تعد واحدة من أكثر الجوانب تحدياً لنشر شبكات الجيل الخامس.

في المنطقة التي هم على وشك تقديم خدمات شبكة الهاتف المحمول “5G” للمستخدمين يجب على مشغلي شبكات الهاتف المحمول الامتثال للمعايير المطورة لتقنية شبكة “5G”، ونتيجةً لذلك من الأهمية بمكان التعرف على قواعد “5G” وفهمها في الدولة لإنشاء شبكات لاسلكية “5G” وتطوير خارطة طريق لنشر “5G” وفقاً لذلك.

6- سوق أصغر للأجهزة التي تدعم تقنية الجيل الخامس

عند مقارنتها بالهواتف التي لا تدعم شبكات الجيل الخامس يتوفر عدد قليل جداً من أجهزة “5G” في السوق، وقد يكون هذا بسبب بنية “5G” المعقدة وندرة المهندسين المهرة في هذه التكنولوجيا المتطورة الذين يمكنهم فك رموز الرموز وإعداد الأدوات التي تدعم “5G”، ويساهم هذا في صعوبات “5G” وفرص لمصممي الشرائح لإنشاء أشباه موصلات يمكنها دعم أجهزة “5G” المتقدمة.

7- متطلبات الكمون المنخفض

لتعمل بشكل فعال تتطلب شبكات “5G” زمن انتقال حتمي منخفض للغاية، في حين أنّه ليس مهماً لتطبيقات الاتصالات، إلّا أنّه ضروري لصناعة متنامية من الأجهزة التي يمكنها فقط تحمل تأخير ميلي ثانية واحد للاتصالات أحادية الاتجاه عبر البنية التحتية بأكملها، وهذه السرعة وحجم البيانات أكبر من أن تتعامل معه الشبكات القديمة.

8- خدمة SDN وخدمة NFV

لا تُعد المحاكاة الافتراضية لوظائف الشبكة “NFV” والشبكات المعرفة بالبرمجيات “SDN” مفاهيم جديدة تماماً حتى في مجال الأعمال المتنقلة، كما يتقدم بعض مزودي الخدمة في المنحنى كثيراً عندما يتعلق الأمر بالافتراضية الأساسية وشبكة “RAN” الخاصة بهم.

ومع ذلك فإنّ الكثيرين لا يمثلون عقبة كبيرة أمام كل من ترحيل “EPC” إلى “CUPS” ونشر “5G SBA” أي البنية القائمة على الخدمة وإدخال “C-RAN”، وعلى الرغم من وجود بائعي الحلول للمساعدة في التنفيذ الأولي إلّا أنّ هناك العديد من “OSS” و”BSS”.

• “NFV” هي اختصار لـ “Network functions virtualization”.

• “BSS” هي اختصار لـ “business support system”.

• “OSS” هي اختصار لـ “operations support system”.

• “CUPS” هي اختصار لـ “Common UNIX Printing System”.

• “SDN” هي اختصار لـ “Software-defined networking”.

• “EPC” هي اختصار لـ “Evolved Packet Core”.

• “C-RAN” هي اختصار لـ “Cloud-RAN”.

9- إدارة المخاوف الأمنية الجديدة

تقدم كل تقنية جديدة أخطاراً جديدة و”5G” ليست استثناءً ونظراً لأنّ شبكات “5G” منتشرة بشكل كبير ومتصلة وأحياناً بعيدة يجب التفكير في مخاطر الأمن السيبراني المحتملة.

10- الحفاظ على انخفاض تكاليف التشغيل والصيانة

يمكن أن تؤدي إضافة المعدات الأساسية لشبكات “5G” إلى زيادة التكاليف التشغيلية بشكل كبير، وهذه النفقات تتجاوز الأجهزة، كما يجب تكوين الشبكات واختبارها ومراقبتها وترقيتها بانتظام وكل ذلك يضيف إلى تكاليف التشغيل.

11- الجهل والدعاية السيئة

ربما أدى الافتقار إلى الوعي بين عامة الناس إلى عدد كبير من ردود الفعل المفاجئة على المعلومات غير الدقيقة أو حتى الخاطئة في كثير من الأحيان حول ماهية تقنية “5G”، وهناك مخاطر أكثر خطورة على صحة الطيور والأشجار والبشر من الضرر الذي تسببه شبكات الجيل الخامس، ومع ذلك هناك مخاوف بين عامة الناس من الصعب معالجتها.