مسیر طولانی به سوی شبکه ۶G؛ چرا آینده ارتباطات به تخصیص فرکانس و تکمیل ۵G وابسته است؟

نسل‌های گوناگون ارتباطات موبایلی پدیده‌هایی مجزا و ناگهانی نیستند، بلکه روندی تکاملی و پیوسته را شکل می‌دهند. پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۴۰ بیش از پنج میلیارد اتصال مبتنی بر شبکه ۶G در سراسر جهان برقرار شود؛ با این حال حتی در آن زمان نیز این فناوری تازه به جایگاه فناوری غالب دست می‌یابد، زیرا نقطه عطف گذر از ۵G به ۶G احتمالاً در سال‌های ۲۰۳۵ تا ۲۰۳۷ رقم خواهد خورد. از این رو، دهه ۲۰۳۰ میلادی دوران همزیستی این دو نسل خواهد بود و شبکه‌های ۵G و ۶G دوشادوش یکدیگر فعالیت خواهند کرد.

به گفته مدیران ارشد راهبرد طیف فرکانسی در اتحادیه GSMA، تصمیماتی که امروز اتخاذ می‌شوند، تعیین می‌کنند که شبکه‌های موبایل در دهه ۲۰۳۰ چه میزان ظرفیت ارائه دهند و چه تعداد از کاربران به این خدمات دسترسی داشته باشند. تدوین سیاست‌هایی برای ۶G که سرمایه‌گذاری را تشویق کنند و با ایجاد همگام‌سازی گسترده جهانی به صرفه‌جویی ناشی از مقیاس بینجامند، نقشی حیاتی در اتصال حداکثری مردم به شبکه‌های ارتباطی قدرتمند و باکیفیت خواهد داشت.

در حال حاضر چه رخدادهایی در جریان است؟

هر نسل از فناوری‌های موبایل بخشی از یک روند تکاملی بلندمدت به‌شمار می‌رود که پیش از دسترسی گسترده کاربران و کسب‌وکارها، نیازمند سال‌ها برنامه‌ریزی، سرمایه‌گذاری و هماهنگی است. تدوین مقررات، استانداردها و تخصیص طیف فرکانسی همگی نیازمند سال‌ها تلاش پیوسته و هماهنگ هستند. این هماهنگی و همگام‌سازی، عاملی حیاتی در موفقیت تمام نسل‌ها بوده و برای نسل ششم نیز بسیار تعیین‌کننده خواهد بود. البته همگام‌سازی لزوماً به معنای اجرای اقدامات کاملاً یکسان در سراسر جهان نیست، بلکه به معنای توافق بر سر مجموعه‌ای از مؤلفه‌های بنیادین در حوزه فرکانس، استانداردها و سیاست‌گذاری‌ها است.

این پیش‌بسترها هم‌اکنون در حال شکل‌گیری هستند. از جمله این موارد می‌توان به دسترسی به طیف فرکانسی مناسب برای پشتیبانی از کانال‌های پهن ۲۰۰ تا ۴۰۰ مگاهرتزی در باندهای مرتبط اشاره کرد. این فرکانس‌ها علاوه بر تأمین بستر خام مورد نیاز برای دستیابی به سرعت‌های بالاتر انتقال داده، امکان استفاده از فناوری‌های رادیویی کارآمدتر، بهبود اقتصاد شبکه و ارائه سرویس‌های بومی هوش مصنوعی را در آینده فراهم می‌سازند. علاوه بر این، نهایی کردن فعالیت‌های کنسرسیوم 3GPP پیرامون استانداردهای مورد توافق جهانی، شالوده فنی این فناوری را شکل می‌دهد.

در نهایت، سیاست‌های دیجیتال ملی نیز نقشی اساسی دارند؛ برنامه‌هایی کلان که تمرکز خود را بر سرمایه‌گذاری در زیرساخت شبکه قرار می‌دهند تا شرایط لازم برای به حداکثر رساندن بهره‌وری و رشد اقتصادی مهیا شود.

روند تکامل نسل پنجم ارتباطات

امروزه حدود ۳۵۰ شبکه فعال ۵G در سطح دنیا وجود دارد؛ رقمی که نشان می‌دهد این حوزه هنوز فضای زیادی برای رشد دارد. هرچند نخستین شبکه‌های ۵G در سال ۲۰۱۸ میلادی راه‌اندازی شدند، اما دوره تسلط و فراگیری این نسل تازه آغاز شده است و پیش‌بینی می‌شود تا اواخر دهه جاری میلادی، شمار اتصالات آن از شبکه ۴G پیشی بگیرد.

وعده اصلی نسل پنجم، ارائه تجربه کاربری یکپارچه و پایدار بود؛ هدفی که دستیابی به آن نیازمند زمان و سرمایه‌گذاری قابل توجهی بوده است. اکنون با بلوغ تدریجی ۵G، شاهد افزایش کیفیت شبکه و به‌دنبال آن رشد چشمگیر حجم تبادل داده هستیم. در بازارهای مختلف، سرمایه‌گذاری باید در دو بخش فناورانه ادامه یابد: نخست شبکه‌های مستقل ۵G (معروف به 5G Standalone) و سپس نسخه پیشرفته ۵G (یا 5G-Advanced).

هر دوی این فناوری‌ها می‌توانند بهره‌وری را افزایش داده و موجب رشد بیشتر ترافیک شوند، اما بهره‌برداری از مزایای آن‌ها مستلزم تأمین طیف فرکانسی کافی است. اگر ظرفیت فرکانس در سطوح فعلی محدود بماند، شهرهایی که بیش از ۵۰ درصد جمعیت شهری جهان را در خود جای داده‌اند، تا سال ۲۰۳۰ میلادی با بحران کمبود ظرفیت شبکه روبه‌رو خواهند شد.

موفقیت نسل پنجم وابسته به ارائه یک کاربرد معجزه‌آسا یا نرم‌افزاری انقلابی نبوده است، بلکه این فناوری به‌شکلی آرام و پیوسته تضمین کرده که شبکه‌های ارتباطی همگام با تقاضای فزاینده تبادل اطلاعات به فعالیت خود ادامه دهند.

عوامل افزایش تقاضا برای ظرفیت شبکه

نسل ششم نیز باید ظرفیت بسیار بالایی در اختیار جامعه دیجیتال بگذارد. کیفیت شبکه و میزان مصرف داده ارتباطی تنگاتنگ با یکدیگر دارند؛ هرچه شبکه‌ها سریع‌تر و زمان پاسخ‌دهی آن‌ها کمتر شود، کاربران داده بیشتری مصرف می‌کنند و امکان توسعه کاربردهای جدید با نیازهای پردازشی سنگین‌تر فراهم می‌گردد.

با گسترش هوش مصنوعی، حسگرهای خودکار و محیط‌های مبتنی بر چندین دستگاه، فاصله میان تعداد اتصالات شبکه و جمعیت کاربران به‌شکل چشمگیری افزایش خواهد یافت. امروزه در جهان حدود ۸٫۸ میلیارد اتصال موبایلی وجود دارد، در حالی که شمار مشترکان یکتا تنها ۵٫۸ میلیارد نفر است. در آینده‌ای که در آن انسان‌ها، خودروها، ماشین‌آلات، حسگرها و دیگر گجت‌ها به‌صورت مستمر با یکدیگر در تعامل هستند، نرخ رشد اتصالات بسیار سریع‌تر از تعداد کاربران انسانی خواهد بود.

سیاست‌گذاری فرکانسی در عصر ۶G تنها به دستیابی به بالاترین سرعت خلاصه نمی‌شود. هدف اصلی، تضمین ظرفیت کافی در مناطقی است که بیشترین تقاضا را دارند؛ امری که اغلب از طریق باندهای میانی محقق می‌شود، در حالی که حفظ پوشش گسترده جغرافیایی و تجربه کاربری پایدار نیز مد نظر قرار دارد. از سوی دیگر، برقراری عدالت در کیفیت خدمات میان مناطق شهری و روستایی نیازمند استفاده از باندهای فرکانسی پایین خواهد بود.

الزامات اساسی برای استقرار ۶G

هنگام واگذاری طیف فرکانسی برای عصر ۶G در دهه ۲۰۳۰ میلادی، دو مؤلفه کلیدی باید در کانون توجه قرار گیرند. نخستین مؤلفه، اطمینان از تشویق سرمایه‌گذاری در شبکه‌های نسل ششم از طریق سیاست‌های آینده‌نگرانه دولتی است. تحقق این امر نیازمند در دسترس قرار گرفتن به‌موقع فرکانس‌های لازم، بدون اعمال محدودیت‌های ساختگی یا تعیین قیمت‌های پایه نامتعارف در مزایده‌ها است.

تاریخچه تخصیص طیف فرکانسی موبایل یک درس همیشگی را یادآوری می‌کند: ارزش واقعی فرکانس بر اساس مبلغ پرداخت‌شده برای دریافت مجوز سنجیده نمی‌شود، بلکه بر اساس ارزش اقتصادی و اجتماعی ایجادشده توسط شبکه‌هایی ارزیابی می‌گردد که از این طیف استفاده می‌کنند.

قیمت‌های بسیار سنگینی که در برخی مزایده‌های نسل سوم رقم خورد، خطرات ترجیح دادن درآمدهای مقطعی دولتی به سرمایه‌گذاری زیرساختی را آشکار ساخت. در نسل چهارم، تمرکز بیشتری بر توسعه فراگیر شبکه و توجیه اقتصادی آن شکل گرفت؛ با این حال این چالش در برخی واگذاری‌های نسل پنجم نیز تکرار شد، به‌گونه‌ای که مزایده‌های تکه‌تکه باند ۳٫۵ گیگاهرتز بدون نقشه راهی مشخص برای دسترسی‌های آتی برگزار گردید. در حالی که اپراتورها به‌دنبال کانال‌های پیوسته ۱۰۰ مگاهرتزی برای ۵G بودند، واگذاری پراکنده این باند به افزایش سرسام‌آور هزینه‌ها منجر شد و ضرورت وجود برنامه‌ای شفاف را برای آینده دوچندان کرد.

دومین مؤلفه، درک دقیق نیازهای واقعی صنعت ارتباطات است. شبکه ۶G برای هر اپراتور به کانال‌هایی با پهنای ۲۰۰ تا ۴۰۰ مگاهرتز در کنار ظرفیت کلی مکفی نیاز خواهد داشت. تحلیل‌ها نشان می‌دهند که تا سال‌های ۲۰۳۵ تا ۲۰۴۰ میلادی، هر بازار به‌طور میانگین به حدود ۲ تا ۲٫۵ گیگاهرتز از طیف باندهای میانی نیاز پیدا می‌کند و این رقم در بازارهای پرتقاضا به ۲٫۴ تا ۳٫۳ گیگاهرتز افزایش خواهد یافت.

این ارقام به معنای لزوم آزادسازی آنی تمامی ظرفیت فرکانسی نیست. وجود یک نقشه راه معتبر برای دستیابی به این اهداف، چشم‌انداز روشنی برای برنامه‌ریزی بلندمدت به اپراتورها می‌بخشد؛ در حالی که هماهنگی بین‌المللی باعث صرفه‌جویی ناشی از مقیاس شده و به حفظ تعادل در قیمت تجهیزات برای کاربران کمک خواهد کرد.

ایجاد بستری پایدار و فراگیر برای توسعه ۶G می‌تواند زمینه‌ساز فرصت‌های اقتصادی بزرگ در دهه ۲۰۳۰ میلادی باشد. تصمیماتی که در حوزه فرکانس، استانداردها، زیرساخت و سرمایه‌گذاری گرفته می‌شوند، نه‌تنها توانایی شبکه‌های نسل ششم را رقم می‌زنند، بلکه مشخص خواهند کرد که منافع این فناوری تا چه اندازه به‌طور عادلانه در دسترس عموم قرار می‌گیرد.