السباق من أجل 6G spectrum allocation قد اشتد حيث تستعد الدول ومنظمات الاتصالات لمؤتمر الاتصالات الراديوية العالمي 2027 (WRC 2027). مع توقع تشغيل شبكات 6G في sub-THz spectrum التي تتراوح من 100 GHz إلى 3 THz، سيحدد المؤتمر القادم أي ترددات ستصبح متاحة لاتصالات الجيل التالي من الشبكات اللاسلكية، مما يمهد الطريق للقيادة التكنولوجية في الثلاثينيات.
على عكس الأجيال السابقة التي استخدمت بشكل أساسي الطيف تحت 100 GHz، ستدخل 6G إلى منطقة غير مستكشفة إلى حد كبير حيث يقدم الامتصاص الجوي والرنين الجزيئي وخصائص الانتشار فرصاً وتحديات على حد سواء. القرارات المتخذة في WRC-27 ستشكل بشكل أساسي قدرات واستراتيجيات نشر شبكات 6G في جميع أنحاء العالم.
المشهد الحالي لطيف Sub-THz
يستضيف طيف sub-THz بين 100 GHz و 1 THz حالياً تطبيقات متنوعة تشمل علم الفلك الراديوي وأقمار استكشاف الأرض وأنظمة الاستشعار الصناعي. تشمل نطاقات التردد الرئيسية قيد النظر لـ 6G النطاقات 140-148.5 GHz و 151.5-164 GHz و 167-174.8 GHz وأجزاء من نطاق 200-400 GHz. توفر هذه ترددات 6G إمكانات عرض نطاق غير مسبوقة، حيث توفر بعض النطاقات كتل طيفية مستمرة تتجاوز 10 GHz.
حدد International Telecommunication Union (ITU) عدة نطاقات مرشحة من خلال دراسات أولية أجرتها Working Party 5D. حظي نطاق 275-296 GHz باهتمام خاص نظراً لخصائص الانتشار المواتية والتداخل الضئيل مع الخدمات الموجودة. ومع ذلك، يواجه نطاق 325-450 GHz تحديات كبيرة من امتصاص بخار الماء، مما يحد من فائدته للاتصالات الخارجية.
التخصيصات الحالية في نطاق sub-THz مجزأة عبر المناطق، حيث تحتفظ الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي ودول آسيا والمحيط الهادئ بمناهج تنظيمية مختلفة. بدأت Federal Communications Commission بالفعل في استكشاف الطيف فوق 95 GHz من خلال التراخيص التجريبية، بينما بدأت European Conference of Postal and Telecommunications Administrations (CEPT) دراسات التوافق لنطاقات 6G المحتملة.
استراتيجيات الطيف الوطنية والمواقف
تطور الاقتصادات الكبرى مناهج متميزة لسياسة طيف 6G قبل WRC 2027. خصصت الولايات المتحدة 1.5 مليار دولار من خلال CHIPS and Science Act لأبحاث 6G، مع قيام National Science Foundation بتأسيس NextG Alliance لتنسيق متطلبات الطيف. تركز الاستراتيجية الأمريكية على سياسات الاستخدام المرن والمشاركة الديناميكية للطيف لتعظيم الكفاءة في نطاقات sub-THz.
يركز النهج الصيني على تأمين كتل كبيرة متجاورة من الطيف لنشر 6G. حددت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات نطاق 220-330 GHz كمنطقة أولوية، مستثمرة بكثافة في دراسات الانتشار الجوي وتقنيات الهوائيات. قدمت شركات الاتصالات الصينية بما في ذلك Huawei و ZTE أكثر من 200 براءة اختراع متعلقة بأنظمة الاتصالات sub-THz منذ 2022.
اعتمد الاتحاد الأوروبي استراتيجية إقليمية منسقة من خلال Smart Networks and Services Joint Undertaking، مخصصاً 900 مليون يورو لأبحاث 6G بما في ذلك دراسات الطيف. تشمل الأولويات الأوروبية التخصيصات المنسقة عبر الدول الأعضاء وحماية الخدمات العلمية الحالية، خاصة مرافق علم الفلك الراديوي التي يديرها European Southern Observatory.
شكلت كوريا الجنوبية واليابان مجموعة عمل ثنائية لتوحيد مواقفهما حول طيف 6G، مدركتين أن التخصيصات المجزأة قد تعيق اقتصاديات حجم المعدات. تجري كلا البلدين تجارب ميدانية واسعة في نطاقي 140 GHz و 220 GHz للتحقق من نماذج الانتشار وسيناريوهات التداخل.
التحديات التقنية في تخصيص Sub-THz
يطرح تخصيص الطيف لـ 6G تحديات تقنية فريدة لم تواجه في الأجيال المحمولة السابقة. يزداد التوهين الجوي بشكل كبير فوق 100 GHz، مع قمم امتصاص الأكسجين عند 118 GHz و 184 GHz، ورنين بخار الماء يؤثر على عدة نطاقات. هذه الخصائص تحد من نطاقات التغطية الخارجية ولكنها تمكن من إعادة استخدام التردد بقوة وتقليل التداخل بين الخلايا.
تشير دراسات الانتشار التي أجرتها Nokia Bell Labs و Ericsson Research إلى أن محطات 6G الأساسية التي تعمل على 140 GHz ستتطلب أنصاف أقطار خلايا من 50-200 متر في البيئات الحضرية، مقارنة بعدة كيلومترات لنشر 5G الحالي. هذا يتطلب هياكل شبكة كثيفة مع آلاف الخلايا الصغيرة لكل كيلومتر مربع في المناطق الحضرية.
يصبح تحليل التداخل معقداً بشكل متزايد عند ترددات sub-THz بسبب متطلبات التشكيل الاتجاهي للحزمة وتأثيرات القنوات الجوية. طورت ITU-R نماذج انتشار جديدة خصيصاً للترددات فوق 100 GHz، تتضمن بيانات الامتصاص الجزيئي ومعاملات التشتت التي تختلف بشكل كبير مع الرطوبة ودرجة الحرارة.
تواجه معايرة المعدات عقبات إضافية حيث تقترب تقنيات أشباه الموصلات من الحدود الفيزيائية. تبقى مكونات gallium arsenide و indium phosphide المطلوبة لتشغيل sub-THz مكلفة وتستهلك طاقة أكثر مقارنة بالحلول القائمة على السيليكون المستخدمة في نطاقات التردد المنخفضة. بدأت مجموعة عمل IEEE 802.11 دراسات أولية حول توسيع معايير Wi-Fi إلى ترددات sub-THz، مما قد يخلق سيناريوهات تداخل مع نشر 6G الخلوي.
التحضير لـ WRC-27 ومواقف أصحاب المصلحة
كشفت التحضيرات لـ WRC 2027 عن تباينات كبيرة بين المواقف الإقليمية حول تخصيص طيف 6G. أنشأ الـ ITU مجموعة الدراسة 5 لفحص الجوانب التقنية والتنظيمية لاتصالات الهاتف المحمول sub-THz، مع استحقاق التقارير الأولية في 2025. تشمل بنود جدول الأعمال الرئيسية تحديد نطاقات التردد المناسبة، ووضع معايير المشاركة مع الخدمات الحالية، وتطوير المعايير التقنية للتنسيق الدولي.
قدمت جمعية النظام العالمي للاتصالات المتنقلة (GSMA) أوراق موقف تدعو إلى تخصيصات عالمية متناسقة في نطاقي 140 GHz و 220 GHz، محتجة بأن الطيف المجزأ سيزيد من تكاليف المعدات ويؤخر نشر 6G. شكلت شركات الاتصالات بما في ذلك Verizon و Deutsche Telekom و NTT DoCoMo تحالفاً يدعم تراخيص الاستخدام المرن التي تسمح بعمليات مرخصة وغير مرخصة في النطاقات المجاورة.
أثارت المنظمات العلمية مخاوف حول التداخل المحتمل مع علم الفلك الراديوي وأقمار مراقبة الأرض الصناعية. حدد الاتحاد الفلكي الدولي نطاقات ترددية حرجة تشمل 164-167 GHz و 182-185 GHz التي يجب أن تبقى محمية لمراقبة الفضاء العميق. قدمت NASA ووكالة الفضاء الأوروبية بشكل مشترك دراسات تظهر أن انبعاثات 6G يمكن أن تؤثر على أقمار مراقبة المناخ الصناعية العاملة في نطاق بخار الماء 183 GHz.
يمثل المستخدمون الصناعيون مجموعة أصحاب مصلحة أخرى لها مصالح راسخة في طيف sub-THz. تعمل أنظمة الرادار السيارات للمركبات ذاتية القيادة بالقرب من 77 GHz وتتوسع نحو ترددات أعلى، مما قد يخلق تداخلاً مع إرسالات 6G الصاعدة. بدأت المنظمة الدولية للمعايير دراسات التوافق بين أجهزة استشعار المركبات والاتصالات المتنقلة في نطاقات التردد المتداخلة.
الآثار الاقتصادية والجيوسياسية
ستكون لنتائج قرارات تخصيص طيف 6G آثار اقتصادية عميقة تمتد إلى ما وراء الاتصالات. تقدر McKinsey أن تقنيات 6G يمكن أن تولد 1.3 تريليون دولار من القيمة الاقتصادية العالمية بحلول عام 2035، حيث تعمل توفر الطيف كعامل تمكين حاسم للتطبيقات بما في ذلك الاتصالات الهولوغرافية وواجهات الدماغ والحاسوب والتصنيع الدقيق.
تؤثر الاعتبارات الجيوسياسية بشكل متزايد على سياسة الطيف حيث تدرك الدول أن قيادة 6G ضرورة استراتيجية. تحدد استراتيجية الأمن القومي لإدارة Biden صراحة التقنيات اللاسلكية المتقدمة كأمر بالغ الأهمية للحفاظ على القدرة التنافسية التكنولوجية. وبالمثل، يستهدف برنامج العقد الرقمي للاتحاد الأوروبي قيادة 6G كأمر أساسي للسيادة الرقمية وتقليل الاعتماد على مقدمي التكنولوجيا غير الأوروبيين.
تصبح آثار سلسلة التوريد لقرارات الطيف واضحة حيث تعدل الشركات المصنعة للمعدات أولويات البحث بناءً على التخصيصات المحتملة. أعلنت Samsung عن استثمارات بقيمة 25 مليار دولار في 6G حتى عام 2030، مع الإشارة إلى عدم اليقين في الطيف كعامل خطر أساسي. أنشأت Qualcomm مرافق بحثية مخصصة لـ sub-THz في San Diego و Cambridge، مع التركيز على النطاقات الأكثر احتمالاً لتلقي التنسيق الدولي.
الخلاصة
يمثل السباق العالمي لتخصيص طيف 6G لحظة محورية في تاريخ الاتصالات اللاسلكية، حيث ستحدد قرارات WRC 2027 الإمكانيات التكنولوجية للعقد القادم. سيتطلب النجاح في تأمين طيف sub-THz المنسق توازناً بين المطالب المتنافسة من الخدمات الحالية، ومعالجة التحديات التقنية غير المسبوقة، والتنقل عبر الديناميكيات الجيوسياسية المعقدة. بينما تضع الدول اللمسات الأخيرة على مواقفها للمؤتمر، تستمر المخاطر في الارتفاع لتحقيق الريادة في 6G في عالم متزايد الاتصال. يجب على صناعة الاتصالات أن تستعد لمستقبل حيث ندرة الطيف في النطاقات التقليدية تدفع الابتكار نحو حدود sub-THz غير المستكشفة إلى حد كبير، مما يعيد تشكيل هياكل الشبكات وقدرات الخدمة بشكل جذري.