ألمانيا رائدة | شبكات الجيل الخامس للجامعات بدلاً من شبكات Wi-Fi: لماذا تبني الصناعة الألمانية الآن بنيتها التحتية الخاصة للاتصالات المتنقلة؟

فخ التكلفة أم ميزة تنافسية؟ الجهاز العصبي للصناعة 4.0: لماذا ستحدد شبكات الجيل الخامس الخاصة مستقبل الإنتاج؟

غالبًا ما يُنظر إلى طرح معيار اتصالات الجيل الخامس (5G) على أنه مجرد زيادة في سرعات التنزيل للهواتف الذكية. ومع ذلك، فبعيدًا عن سوق المستهلكين، يشهد العالم تحولًا أعمق بكثير: إذ يتطور الجيل الخامس ليصبح نظام التشغيل الأساسي للصناعات الحديثة. وفي صميم هذا التطور، تكمن ما يُسمى بشبكات الحرم الجامعي، وهي شبكات جوال حصرية ومحدودة محليًا، تُتيح للشركات الاستقلال عن مقدمي الخدمات العامة، وتضمن معايير أداء مضمونة.

بينما تصل التقنيات التقليدية، مثل واي فاي أو حلول إيثرنت السلكية، إلى حدودها المادية في عالم متزايد المرونة والأتمتة، تُبشّر شبكات الجيل الخامس الخاصة بعصر جديد من الاتصال. فهي تُمكّن من زمن وصول قصير جدًا، وكثافة شبكة هائلة لإنترنت الأشياء (IoT)، وموثوقية أساسية للتحكم الدقيق في الآلات. وتحتل ألمانيا مكانة عالمية فريدة في هذا الصدد: فمن خلال القرار الاستراتيجي لوكالة الشبكة الفيدرالية بتخصيص نطاقات تردد مخصصة للصناعة، أصبحت جمهورية ألمانيا الاتحادية مركزًا رئيسيًا لابتكارات الجيل الخامس الصناعية.

تُقدم هذه المقالة نظرةً مُعمّقةً على عالم البنية التحتية الخاصة لشبكات الجيل الخامس. نُحلل القفزة التكنولوجية من الجيل الرابع إلى هياكل الشبكات المُستقلة المُعقدة الحالية، ونُسلّط الضوء على حالات استخدام ملموسة تتراوح من روبوتات اللوجستيات المُستقلة إلى الواقع المُعزّز في الصيانة، ونُلقي نظرةً نقديةً على العقبات الاقتصادية. إن الطريق إلى شبكة خاصة ليس بالأمر السهل: فتكاليف الاستثمار المرتفعة، ومتطلبات الأمان المُعقّدة، ونقص العمالة المُاهرة تُشكّل تحدياتٍ استراتيجيةً للشركات. تعرّف على سبب كون شبكة الجيل الخامس أكثر من مُجرّد ترقية تقنية، وكيف تُؤمّن، بصفتها رائدةً في تقنيات مُستقبلية مثل الجيل السادس والذكاء الاصطناعي، القدرة التنافسية للقطاع الصناعي في القرن الحادي والعشرين.

مناسب ل:

• مصنع المدينة الذكية للمدينة والصناعة: الطاقة الكهروضوئية، والذكاء الاصطناعي، وشبكات الجيل الخامس، والخدمات اللوجستية للمستودعات، والرقمنة، والميتافيرس - كل ذلك من مصدر Xpert.Digital واحد

أساس الاتصال: مقدمة لعصر الجيل الخامس

إن طرح الجيل الخامس من الاتصالات المتنقلة يمثل أكثر من مجرد خطوة تكرارية نحو تنزيلات أسرع على أجهزة المستهلك. ففي جوهره، يمثل الجيل الخامس نقلة نوعية في كيفية ربط البنى التحتية الصناعية والمؤسسية. فبينما كانت التقنيات السابقة موجهة في المقام الأول نحو احتياجات التواصل البشري والنطاق العريض المتنقل، فقد صُمم الجيل الخامس منذ البداية مع تركيز واضح على التواصل بين الآلات والتطبيقات الصناعية الهامة. وفي هذا السياق، برزت شبكات الحرم الجامعي كواحدة من أكثر الابتكارات إحداثًا للتغيير. شبكة الحرم الجامعي 5G هي شبكة جوال حصرية محصورة محليًا ومصممة خصيصًا لتلبية المتطلبات الفردية لشركة أو وكالة حكومية أو مؤسسة بحثية. وعلى عكس شبكات الجوال العامة، حيث يتشارك آلاف المستخدمين عرض النطاق الترددي لخلية ويتنافسون على الموارد، توفر شبكة الحرم الجامعي معايير أداء مضمونة وسيادة كاملة للبيانات وبيئة اتصال حتمية.

تنبع أهمية هذا الموضوع من تزايد الرقمنة والأتمتة في الاقتصاد العالمي. ففي عصرٍ يتطلب مرونةً أكبر في مرافق الإنتاج، وشفافيةً أكبر في سلاسل اللوجستيات، ودقةً أكبر في الإجراءات الطبية، تقترب تقنيات الاتصال التقليدية، مثل حلول Wi-Fi أو Ethernet السلكية، من حدودها المادية والاقتصادية بشكل متزايد. يوفر هذا التقرير الصادر عن TÜV Rheinland أساسًا متينًا لتحليل هذه القفزة التكنولوجية. فهو لا يسلط الضوء فقط على المواصفات الفنية التي تجعل تقنية الجيل الخامس (5G) متفوقة للغاية - مثل زمن الوصول بالملي ثانية وكثافة الشبكة الهائلة - بل يسلط الضوء أيضًا على الإطار التنظيمي المحدد في ألمانيا الذي مهد الطريق لهذه البنية التحتية الخاصة. سيسد هذا المقال الفجوة بين البيانات الفنية الجافة والأهمية الاستراتيجية لصانعي القرار. سنتتبع التطور من أولى تجارب الجيل الرابع (4G) وصولًا إلى هياكل الجيل الخامس المستقلة شديدة التعقيد، وسنحلل آليات مثل تقطيع الشبكة وتشكيل الحزمة، ونلقي نظرةً نقديةً على العقبات الاقتصادية التي لا تزال تعيق انتشارها على نطاق واسع. الهدف هو رسم صورة شاملة تتجاوز مجرد الضجيج وتكشف عن القيمة الحقيقية التي تخلقها هذه التكنولوجيا.

مناسب ل:

• لا تزال تقوم ببناء شبكة 5G مخصصة في مقرها الرئيسي في هامبورغ لتحقيق سيناريوهات الخدمات اللوجستية المستقبلية

من الكابل إلى السحابة: تطوير شبكات الهاتف المحمول الخاصة

لفهم أهمية شبكات الجيل الخامس (5G) في الحرم الجامعي اليوم، من الضروري دراسة تاريخ الاتصالات اللاسلكية في السياق الصناعي. لفترة طويلة، كانت الكابلات الوسيلة الوحيدة القادرة على ضمان الموثوقية وزمن الوصول اللازمين لعمليات التحكم الصناعي. كان يُنظر إلى التقنيات اللاسلكية بتشكك، إذ اعتُبرت عرضة للتداخل وغير آمنة. وقد حدثت أول خطوة مهمة للابتعاد عن الكابلات ونحو تقنية خلوية موحدة للاستخدام الخاص خلال عصر الجيل الرابع/الجيل الرابع المتطور (4G/LTE). حتى قبل التعريف الرسمي لتقنية الجيل الخامس، بدأت الشركات والمؤسسات البحثية الرائدة في بناء شبكات LTE خاصة. ومع ذلك، غالبًا ما كانت هذه التركيبات المبكرة معقدة ومكلفة، حيث كانت تُبنى حسب الطلب باستخدام أجهزة ناقل معدلة، وتعمل في مناطق رمادية تنظيمية أو تعتمد على ترددات اختبار. ومع ذلك، فقد أثبتت هذه الشبكات بالفعل إمكاناتها: تغطية أفضل من شبكة Wi-Fi، خاصة في البيئات الصعبة مثل قاعات الخرسانة المسلحة أو موانئ الحاويات، وتنقل سلس للمركبات دون انقطاع الاتصال المعتاد في شبكة Wi-Fi عند التبديل بين نقاط الوصول.

جاءت نقطة التحول الحقيقية في عام 2015 عندما نشر الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) رؤيته للاتصالات المتنقلة الدولية 2020. حددت هذه الوثيقة، لأول مرة، أهدافًا قابلة للقياس تجاوزت بكثير ما يمكن أن توفره تقنية الجيل الرابع: زمن انتقال أقل من ميلي ثانية، ومعدلات بيانات تصل إلى 20 جيجابت في الثانية، وكثافة اتصال تبلغ مليون جهاز لكل كيلومتر مربع. لم تعد هذه المتطلبات تركز فقط على المستخدمين البشريين، بل توقعت عالم إنترنت الأشياء. وبالتوازي مع ذلك، كان مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP)، وهو هيئة المعايير العالمية للاتصالات المتنقلة، يعمل على المواصفات الفنية. شهد الإصدار 15 اعتماد أول معيار رسمي لتقنية الجيل الخامس، مما وضع الأساس لشبكات اليوم. ومع ذلك، لم يتم تحديد الميزات الأساسية للصناعة - مثل الاتصالات فائقة الموثوقية ومنخفضة زمن الانتقال (uRLLC) والتحديد الدقيق للمواضع - بشكل كامل إلا مع الإصدارات اللاحقة، وخاصة الإصدارين 16 و17.

في ألمانيا، اقترن هذا التطور التكنولوجي بقرار سياسي بعيد النظر. فخلال التحضيرات لمزاد ترددات الجيل الخامس عام ٢٠١٩، قررت وكالة الشبكات الفيدرالية عدم طرح كامل الطيف الترددي المتاح في مزاد لمشغلي شبكات الهاتف المحمول الرئيسيين. وبدلاً من ذلك، خصصت استراتيجيًا ١٠٠ ميغاهرتز في نطاق ٣.٧ إلى ٣.٨ غيغاهرتز خصيصًا للتطبيقات المحلية. هذا القرار، الذي دفع ألمانيا إلى دور ريادي عالميًا، مكّن الشركات لأول مرة من التقدم بطلبات للحصول على الترددات مباشرةً وتشغيل شبكاتها بشكل مستقل عن شركات الاتصالات الرئيسية. وقد مثّل هذا القرار ولادة شبكة الحرم الجامعي الحديثة كما نفهمها اليوم: وصول ديمقراطي إلى تقنية التردد العالي، مما يقلل الاعتماد على مقدمي الخدمات الخارجيين ويعيد التحكم في البنية التحتية الحيوية إلى أيدي المستخدمين.

تحت الغطاء: هندسة ووظائف شبكات الحرم الجامعي

يعتمد التفوق التكنولوجي لتقنية الجيل الخامس (5G) على المعايير المنافسة، مثل شبكات WLAN (حتى في نسختها الحديثة من WiFi 6) أو شبكات LoRaWAN، على عدد من الآليات المعقدة المتجذرة في بنية المعيار. لفهم نظام شبكة الحرم الجامعي، يجب التمييز أولًا بين نماذج التنفيذ المختلفة. من ناحية، هناك شبكة خاصة معزولة تمامًا، تُعرف غالبًا باسم الشبكة المستقلة غير العامة (SNPN). هنا، تُثبّت الشركة كلاً من شبكة الوصول اللاسلكي (RAN) والشبكة الأساسية في مقرها الخاص. يضمن هذا عدم خروج أي بيانات حساسة من الشركة - وهو عامل حاسم في الصناعات التي يُشكّل فيها التجسس الصناعي خطرًا حقيقيًا. تُمثّل الشبكة الأساسية العقل المدبر للعملية: فهي تُدير مصادقة المستخدم، وتوجيه حزم البيانات، وتطبيق سياسات جودة الخدمة (QoS). ونظرًا لوجود هذا العقل فعليًا في الموقع، يتم التخلص من أوقات انتشار الإشارة الطويلة إلى مراكز البيانات البعيدة، وهو ما يجعل زمن الوصول المنخفض للغاية ممكنًا فعليًا في المقام الأول.

هناك نموذج بديل يُسمى "تقطيع الشبكة". في هذا النموذج، تستخدم الشركة البنية التحتية المادية لمشغل شبكة جوال عام، لكنها تتلقى موارد منفصلة افتراضيًا - أي شريحة من الشبكة. من الناحية التقنية، يُتاح هذا من خلال تقنيات المحاكاة الافتراضية، مثل الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN) والمحاكاة الافتراضية لوظائف الشبكة (NFV). يضمن المشغل أن حركة بيانات الشركة تعمل بشكل منفصل تمامًا عن حركة مرور يوتيوب أو نتفليكس العامة، ويمنحها الأولوية. وبينما يوفر هذا تكاليف الاستثمار في الأجهزة الخاصة، فإنه يعني أن البيانات قد تنتقل عبر بنية تحتية تابعة لجهات خارجية، ويمكن أن يكون زمن الوصول محدودًا بالمسافة إلى الشبكة الأساسية للمشغل.

على مستوى تقنية الراديو، يستخدم الجيل الخامس تقنيات متقدمة مثل تقنية MIMO الضخمة وتشكيل الشعاع. في حين أن الهوائيات التقليدية غالبًا ما تشع إشارتها على نطاق واسع ودون تمييز، يمكن لهوائيات الجيل الخامس تركيز شعاع الإشارة بدقة على مستخدم واحد أو مركبة واحدة من خلال تراكب أشكال الموجات. هذا لا يزيد فقط من نطاق ومعدل بيانات الجهاز المحدد، بل يقلل أيضًا من التداخل مع الأجهزة الأخرى القريبة. بالنسبة لشبكات الحرم الجامعي في البيئات الغنية بالمعادن مثل أرضيات المصانع، حيث غالبًا ما تسبب الانعكاسات مشاكل، فإن هذا التحكم الدقيق في الإشارة يمثل ميزة هائلة. ومن الميزات الرئيسية الأخرى تصميم الإطار المرن لتقنية الجيل الخامس. يمكن للشبكة أن تحدد ديناميكيًا عدد الموارد المستخدمة للتنزيل أو التحميل. في التطبيقات الصناعية، حيث تقوم أنظمة الكاميرات، على سبيل المثال، بتحميل كميات هائلة من بيانات الفيديو لمراقبة الجودة، يمكن تحويل النسبة لصالح عمليات التحميل - وهو سيناريو غالبًا ما يمثل عنق زجاجة في شبكات الهاتف المحمول التقليدية، والتي تم تحسينها لاستهلاك المحتوى (التنزيل).

بالإضافة إلى ذلك، يُميّز المعيار بين ثلاثة أنماط رئيسية للتطبيقات يُمكن دمجها في شبكة الحرم الجامعي. يُوفر النطاق العريض المتنقل المُحسّن (eMBB) معدل البيانات الخام لتطبيقات مثل الواقع المُعزّز أو بثّات الفيديو بدقة 4K. يُتيح الاتصال الهائل بين أنواع الآلات (mMTC) ربط آلاف المستشعرات في مساحة صغيرة جدًا دون انهيار الشبكة، وهو أمرٌ أساسيٌّ لسيناريوهات إنترنت الأشياء. وأخيرًا، يُعدّ الاتصال فائق الموثوقية ومنخفض الكمون (uRLLC) الوضع الأمثل للتطبيقات الفورية بالغة الأهمية للأعمال، مثل التحكم في الروبوتات، حيث يُمكن أن يُسبّب فقدان حزمة بيانات أضرارًا مادية. إنّ القدرة على تشغيل هذه الأنماط بالتوازي على نفس الأجهزة تجعل من تقنية الجيل الخامس 5G الأداة الشاملة للصناعة الحديثة.

خبرتنا في الاتحاد الأوروبي وألمانيا في تطوير الأعمال والمبيعات والتسويق - الصورة: Xpert.Digital

التركيز على الصناعة: B2B، والرقمنة (من الذكاء الاصطناعي إلى الواقع المعزز)، والهندسة الميكانيكية، والخدمات اللوجستية، والطاقات المتجددة والصناعة

المزيد عنها هنا:

• مركز إكسبيرت للأعمال

مركز موضوعي يضم رؤى وخبرات:

• منصة المعرفة حول الاقتصاد العالمي والإقليمي والابتكار والاتجاهات الخاصة بالصناعة
• مجموعة من التحليلات والاندفاعات والمعلومات الأساسية من مجالات تركيزنا
• مكان للخبرة والمعلومات حول التطورات الحالية في مجال الأعمال والتكنولوجيا
• مركز موضوعي للشركات التي ترغب في التعرف على الأسواق والرقمنة وابتكارات الصناعة

قياس الحاضر: حالة السوق وديناميكيات التبني

يرسم الوضع الحالي لشبكات الجيل الخامس في الحرم الجامعي صورة للنمو الديناميكي، ولكن أيضًا لتبني غير متساوٍ. وقد رسخت ألمانيا نفسها كنقطة اتصال عالمية لشبكات الجيل الخامس الخاصة من خلال التخصيص المبكر لطيف التردد 3.7 إلى 3.8 جيجاهرتز. وبحلول أبريل 2025، سجلت وكالة الشبكة الفيدرالية ما مجموعه 465 تخصيصًا للترددات في هذا النطاق. وهذا الرقم أكثر من مجرد إحصائية؛ فهو يمثل مئات الشركات والجامعات والمستشفيات التي اتخذت خطوة أن تصبح مشغل شبكاتها الخاص. ويُعد التوزيع الخاص بالصناعة مثيرًا للاهتمام بشكل خاص. حيث تتصدر الأبحاث والتطوير، وكذلك المؤسسات العامة، القائمة بنسبة 31 في المائة، يليها عن كثب قطاع تكنولوجيا المعلومات والاتصالات بنسبة 27 في المائة والصناعات المعدنية والكهربائية بنسبة 23 في المائة. وهذا يشير إلى أننا ما زلنا في مرحلة تهيمن عليها الابتكار والمشاريع التجريبية، على الرغم من أن الاستخدام الإنتاجي في التصنيع يلحق بالركب بسرعة.

يكشف النظر خارج الحدود الوطنية عن سرعات ونماذج مختلفة. فبينما تعتمد ألمانيا على التراخيص المحلية، قدمت دول صناعية أخرى مثل الولايات المتحدة الأمريكية واليابان والمملكة المتحدة نماذج مماثلة، وإن كانت مختلفة اختلافًا طفيفًا. فعلى سبيل المثال، تستخدم الولايات المتحدة نطاق CBRS (خدمة البث الإذاعي للمواطنين عريض النطاق) بنظام معقد لمشاركة الترددات الديناميكية، وهو نظام، على الرغم من مرونته، يتطلب تنسيقًا تقنيًا أكثر. أما الصين، فتعتمد بشكل كبير على التعاون الوثيق بين قطاع الاتصالات ومشغلي شبكات الهاتف المحمول المملوكة للدولة، حيث غالبًا ما تُنفذ الشبكات الخاصة كشرائح مخصصة من الشبكات العامة بدلًا من تخصيص الترددات للشركات مباشرةً. ومع ذلك، لا تزال أوروبا، بقيادة ألمانيا، المنطقة الرائدة بحصة تبلغ 39% من جميع شبكات الهاتف المحمول الخاصة في جميع أنحاء العالم، متقدمة على أمريكا الشمالية ومنطقة آسيا والمحيط الهادئ.

على الرغم من هذه النجاحات، يجب الاعتراف بأن إمكانات السوق النظرية لم تُستنفد بعد. فقد أثبتت التوقعات التي تتنبأ بآلاف الشبكات بحلول عام 2025 أنها مفرطة في التفاؤل. ويُظهر التناقض بين تراخيص 465 وعشرات الآلاف المحتملة من الشركات الصناعية في ألمانيا أن شبكات الحرم الجامعي 5G ليست بعد منتجًا واسع النطاق للشركات الصغيرة والمتوسطة الحجم (SMEs). ومن العوامل الرئيسية في ذلك توافر الأجهزة الطرفية. فبينما تتوفر تقنية الشبكة بسهولة، فإن النظام البيئي لوحدات وأجهزة الاستشعار والمشغلات الصناعية 5G غالبًا ما يتخلف عن الركب أو يكون مكلفًا للغاية بالنسبة للشركات الصغيرة. علاوة على ذلك، فإن نطاق الموجة المليمترية (26 جيجاهرتز)، الذي يعد بمعدلات بيانات عالية للغاية، لم يُستكشف حتى الآن إلا بصعوبة، حيث لم يُقدم سوى 24 طلبًا بحلول أبريل 2025. وهذا يشير إلى تحديات تقنية تتعلق بالمدى والاختراق في نطاق التردد هذا.

مناسب ل:

• تغطية الهاتف المحمول مع شبكات 4G و5G و6G للصناعة 4.0 وMetaverse الصناعية – توسيع وتطوير شبكات المستقبل وشبكات الحرم الجامعي

النظرية تلتقي بالواقع: مشاريع المنارات والخبرة التشغيلية

تتجلى المزايا المجردة لتقنية الجيل الخامس (5G) بوضوح في سيناريوهات التطبيق الملموسة التي تُظهر كيف تتغلب هذه التقنية على القيود الحالية. ومن الأمثلة الكلاسيكية على ذلك اللوجستيات الداخلية الحديثة، كما هو الحال في الموانئ البحرية الكبيرة أو مواقع المصانع المترامية الأطراف. هنا، تُستخدم المركبات الموجهة آليًا (AGVs) لنقل الحاويات أو المكونات بشكل مستقل. في الماضي، اعتمدت هذه الأنظمة غالبًا على تقنية Wi-Fi. وكانت المشكلة في هذا ما يُسمى بالتسليم: فعندما تغادر مركبة نطاق نقطة وصول Wi-Fi واحدة وتتصل بالنقطة التالية، غالبًا ما تحدث انقطاعات قصيرة في الاتصال أو ارتفاعات مفاجئة في زمن الوصول. يُعد هذا مقبولًا لمركبة واحدة، ولكن بالنسبة لأسطول من مئات الروبوتات التي تعمل في سرب منسق، فإنه يؤدي إلى خطر على السلامة. إذ يتعين على المركبات التوقف وإعادة المعايرة، ويتوقف التدفق بالكامل. تحل شبكات 5G في الحرم الجامعي هذه المشكلة من خلال إدارة سلسة للتنقل. ولأن الشبكة تتوقع حركة الجهاز، يحدث الانتقال بين الخلايا اللاسلكية دون انقطاع اتصال البيانات. وهذا لا يتيح سرعات أعلى للمركبة فحسب، بل يحول الذكاء أيضًا: حيث يمكن نقل طاقة الحوسبة من المركبة إلى خادم مركزي، مما يجعل الروبوتات أخف وزنًا وأرخص وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

يأتي مثال آخر بارز من قطاع التصنيع، والذي غالبًا ما يُلخص تحت مصطلح الصناعة 4.0. في المصنع الحديث، تُعد المرونة هي الأصل الأكثر قيمة. يجب أن تكون خطوط الإنتاج قابلة لإعادة التكوين بسرعة للاستجابة لمتغيرات المنتج الجديدة أو الطلب المتقلب. الشبكات السلكية هي قيد حقيقي في هذا الصدد. يتطلب كل تغيير في التصميم إعادة توصيل مكلفة وتستغرق وقتًا طويلاً. يتيح الجيل الخامس نهج المصنع اللاسلكي. يتم توصيل الآلات والأذرع الروبوتية والأدوات لاسلكيًا. يسمح هذا بإعادة تكوين خط الإنتاج بالكامل بين عشية وضحاها. ومن حالات الاستخدام المحددة استخدام الواقع المعزز (AR) لفنيي الصيانة. يرتدي الفني الذي يخدم آلة معقدة نظارات الواقع المعزز التي تراكب خطط البناء وخطوات الصيانة على صورة الآلة في الوقت الفعلي. ونظرًا لأن النظارات نفسها يجب أن تكون خفيفة جدًا لدعم جهاز كمبيوتر ثقيل، تتم معالجة بيانات الرسومات على خادم محلي وبثها في الوقت الفعلي عبر الجيل الخامس. تضمن معدلات البيانات العالية (eMBB) صورةً واضحة، بينما يمنع زمن الوصول المنخفض (uRLLC) الفني من الشعور بدوار الحركة الناتج عن حركة الرأس. يصعب تحقيق مثل هذه السيناريوهات بجودة عالية باستخدام تقنية Wi-Fi التقليدية نظرًا لتذبذب عرض النطاق الترددي وزمن الوصول.

تظهر أولى التطبيقات التحويلية في قطاع الرعاية الصحية. تختبر المستشفيات الجامعية شبكات الحرم الجامعي لتمكين النشر المرن للأجهزة الطبية الكبيرة، مثل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي المتنقلة أو أجهزة الأشعة السينية، ونقل كميات هائلة من بيانات الصور فورًا إلى الطبيب المعالج دون زيادة تحميل شبكة الواي فاي الخاصة بالمستشفى. كما يوفر عزل شبكة الحرم الجامعي ميزةً بالغة الأهمية فيما يتعلق بأمن البيانات: فبيانات المرضى لا تغادر المنطقة المحمية للبنية التحتية للمستشفى، مما يُسهّل الامتثال للوائح الصارمة لحماية البيانات.

ما وراء الضجيج: العقبات والمخاطر وفخ التكلفة

على الرغم من مزاياها التقنية التي لا يمكن إنكارها، فإن تنفيذ شبكة الحرم الجامعي 5G ليس أمرًا مؤكدًا. تكمن عيوب هذه التقنية في تعقيدها والحواجز الاقتصادية أكثر من أدائها. بالنسبة لشركة تصنيع، فإن تشغيل شبكتها المحمولة الخاصة يعني فعليًا أن تصبح مزود اتصالات صغيرًا. وهذا يتطلب خبرة غالبًا ما تفتقر إليها أقسام تكنولوجيا المعلومات التقليدية في الشركات متوسطة الحجم. تختلف إدارة بطاقات SIM وتخطيط شبكة الراديو وتكوين الشبكة الأساسية اختلافًا جوهريًا عن إدارة جهاز توجيه Wi-Fi. يؤدي هذا إلى اعتماد جديد على مُدمجين متخصصين أو مزودي خدمات مُدارة، مما ينفي إلى حد ما الاستقلال الموعود. يتزامن نقص العمالة الماهرة هنا مع سوق متخصصة للغاية: الخبراء الذين لديهم فهم عميق لكل من تكنولوجيا الأتمتة الصناعية (تكنولوجيا التشغيل، OT) وبنى الهاتف المحمول الأساسية نادرون ومكلفون.

هناك نقطة حرجة أخرى وهي التكلفة. فالاستثمار الأولي (CapEx) لشبكة 5G خاصة أعلى بكثير من الاستثمار في تركيبات Wi-Fi المماثلة. ورغم أن رسوم الترخيص المستحقة لوكالة الشبكة الفيدرالية غالبًا ما تكون معقولة - إذ تُفضّل الصيغ المناطق الصناعية على المناطق الحضرية - إلا أن تكاليف الأجهزة لمحطات القاعدة والخوادم الأساسية باهظة. يضاف إلى ذلك تكاليف التشغيل الجارية (OpEx) للصيانة وتحديثات البرامج ومراقبة الأمان. وتواجه العديد من الشركات صعوبة في حساب عائد استثمار واضح، لأن مزايا 5G - مثل زيادة المرونة أو الموثوقية - غالبًا ما يصعب تحديدها باليورو مباشرةً قبل وقوع الضرر الناتج عن العطل.

الأمن سلاح ذو حدين. فبينما توفر تقنية الجيل الخامس (5G) مستوى أمان أعلى من تقنية واي فاي من خلال المصادقة القائمة على بطاقة SIM والتشفير القوي، إلا أن تعقيد تكوينها يُشكل مخاطر. إذ يُمكن أن تُوفر الشبكة الأساسية المُهيأة بشكل خاطئ أو الواجهات غير المُؤمَّنة بشكل كافٍ للشبكات الخارجية نقاط دخول للهجمات الإلكترونية. ونظرًا لأن شبكات الجيل الخامس غالبًا ما تتحكم بشكل مباشر في التشغيل المادي للآلات، فإن الحوادث الأمنية هنا قد لا تُؤدي فقط إلى فقدان البيانات، بل قد تُؤدي أيضًا إلى تلف مادي أو توقف الإنتاج. علاوة على ذلك، هناك خطر الاحتكار من قِبل الموردين. فبينما تُبشر مبادرات مثل Open RAN (شبكة الوصول اللاسلكي) بتوافق الأجهزة والبرمجيات من مُصنِّعين مُختلفين، إلا أن الواقع لا يزال غالبًا ما يُهيمن عليه حلول شاملة ومُخصصة من مُورِّدي معدات الشبكات الرئيسيين. وبمجرد اختيار مُورِّد، غالبًا ما يكون التبديل مُكلفًا للغاية.

غدًا وبعد غد: الجيل السادس والذكاء الاصطناعي والشبكة الحسية

بالنظر إلى المستقبل، يُعدّ الجيل الخامس (5G) مجرد بداية لتحول أعمق. فالأبحاث جارية بالفعل على الجيل السادس (6G)، والمتوقع إطلاقه حوالي عام 2030. ومع ذلك، فإن المراحل التطورية القادمة للجيل الخامس (5G-Advanced) والانتقال إلى الجيل السادس (6G) ستُوسّع مفهوم شبكة الحرم الجامعي بشكل جذري. ومن أبرز التوجهات دمج الذكاء الاصطناعي مباشرةً في واجهة الاتصال الجوي. لن تقتصر شبكات المستقبل على نقل البيانات فحسب، بل ستستخدم الذكاء الاصطناعي أيضًا لتحسين قناة الراديو آنيًا، والتنبؤ بالتداخل، والإصلاح الذاتي. ستصبح الشبكة "ذكاءً اصطناعيًا أصليًا"، ما يعني أن نماذج الذكاء الاصطناعي لن تكون مجرد تطبيق يعمل عبر الشبكة، بل جزءًا لا يتجزأ من التحكم في الشبكة نفسها.

من الجوانب الثورية الأخرى دمج أجهزة الاستشعار والاتصالات، والذي يُشار إليه غالبًا باسم "الاستشعار والاتصالات المتكاملة" (ISAC). لن تقتصر شبكات الجيل السادس المستقبلية على استخدام موجات الراديو لنقل البيانات، بل ستمسح أيضًا محيطها، تمامًا مثل الرادار. وبذلك، يمكن لشبكة الحرم الجامعي في المصنع تحديد موقع رافعة شوكية أو ما إذا كان شخص ما يدخل منطقة خطرة، وذلك ببساطة عن طريق تحليل انعكاسات الإشارات الراديوية، دون الحاجة إلى أجهزة استشعار إضافية. وهكذا، تصبح الشبكة بمثابة جهاز استشعار للمصنع.

من الناحية التكنولوجية، يشهد التقارب مع الشبكات الحساسة للوقت (TSN) تطورًا ملحوظًا. يُمكّن هذا الجيل الخامس من الاندماج بسلاسة مع بروتوكولات الإيثرنت السلكية والفورية المستخدمة في الأتمتة الصناعية، مما يُتيح التحكم اللاسلكي حتى في حركات الروبوتات شديدة الديناميكية في فترات زمنية لا تتجاوز الألف من الثانية دون أي تذبذب. وأخيرًا، سيُمكّن التوسع في البعد الثالث من خلال الشبكات غير الأرضية (NTN)، أي دمج الأقمار الصناعية، شبكات الحرم الجامعي حتى في أكثر المواقع عزلةً - مثل المناجم المفتوحة في الصحراء أو على المنصات البحرية - التي كانت معزولة تمامًا عن الخريطة الرقمية سابقًا.

الجهاز العصبي للصناعة: لماذا أصبحت شبكات الجيل الخامس للجامعات بالغة الأهمية الآن

شبكات الجيل الخامس للجامعات ليست مجرد إجراء للبنية التحتية، بل هي مُمَكِّن استراتيجي للسيادة الرقمية والقدرة التنافسية للصناعة في القرن الحادي والعشرين. وقد أظهرت التحليلات أن مزاياها من حيث الموثوقية وزمن الوصول وأمن البيانات تفوق بكثير مزايا البدائل التكنولوجية. ومن خلال التنظيم التدريجي لوكالة الشبكات الفيدرالية، هيأت ألمانيا بيئة مواتية لهذه التقنية، وهو ما انعكس في العدد الكبير من تراخيص منحها. ومع ذلك، لا تزال عقبات التعقيد والتكلفة قائمة. فشبكات الجامعات ليست منتجًا جاهزًا للاستخدام، بل تتطلب قرارًا استراتيجيًا مدروسًا وتطوير خبرات جديدة.

بالنسبة للشركات، هذا يعني أن الانتظار لم يعد استراتيجية مجدية. إن منحنى التعلم لتطبيق هذه التقنية صعب للغاية، وستتمتع المؤسسات التي تكتسب الخبرة الآن في المشاريع التجريبية بميزة حاسمة في العصر القادم للإنتاج الآلي بالكامل والمعتمد على الذكاء الاصطناعي. لذا، فإن شبكة الجيل الخامس للجامعات ليست هي الوجهة، بل هي الجهاز العصبي الضروري لهيكل اقتصاد المستقبل. فهي تُحوّل الاتصال من مجرد أداة إلى عامل أساسي في الإنتاج. ومن يُتقن هذا الجهاز العصبي يتحكم في نبض خلق قيمته.

منصات الذكاء الاصطناعي المستقلة كبديل استراتيجي للشركات الأوروبية - الصورة: Xpert.Digital

Ki-GameChanger: الحلول الأكثر مرونة في منصة الذكاء الاصطناعي التي تقلل من التكاليف ، وتحسين قراراتها وزيادة الكفاءة

منصة الذكاء الاصطناعى المستقلة: يدمج جميع مصادر بيانات الشركة ذات الصلة

• تكامل FAST AI: حلول الذكاء الاصطناعى المصممة خصيصًا للشركات في ساعات أو أيام بدلاً من أشهر
• البنية التحتية المرنة: قائمة على السحابة أو الاستضافة في مركز البيانات الخاص بك (ألمانيا ، أوروبا ، اختيار مجاني للموقع)

• أعلى أمن البيانات: الاستخدام في شركات المحاماة هو الدليل الآمن
• استخدم عبر مجموعة واسعة من مصادر بيانات الشركة
• اختيار نماذج الذكاء الاصطناعي الخاصة بك أو مختلف (DE ، الاتحاد الأوروبي ، الولايات المتحدة الأمريكية ، CN)

المزيد عنها هنا:

• منصات الذكاء الاصطناعي المستقلة مقابل الشركات الضخمة: أي الحل هو المناسب لك؟

Konrad Wolfenstein

سأكون سعيدًا بالعمل كمستشار شخصي لك.

الاتصال بي تحت Wolfenstein ∂ xpert.digital

اتصل بي تحت +49 89 674 804 (ميونيخ)

ينكدين
 

استفد من الخبرة الواسعة التي تقدمها Xpert.Digital في حزمة خدمات شاملة | البحث والتطوير، والواقع المعزز، والعلاقات العامة، وتحسين الرؤية الرقمية - الصورة: Xpert.Digital

تتمتع Xpert.Digital بمعرفة متعمقة بمختلف الصناعات. يتيح لنا ذلك تطوير استراتيجيات مصممة خصيصًا لتناسب متطلبات وتحديات قطاع السوق المحدد لديك. ومن خلال التحليل المستمر لاتجاهات السوق ومتابعة تطورات الصناعة، يمكننا التصرف ببصيرة وتقديم حلول مبتكرة. ومن خلال الجمع بين الخبرة والمعرفة، فإننا نولد قيمة مضافة ونمنح عملائنا ميزة تنافسية حاسمة.

المزيد عنها هنا:

• استخدم خبرة Xpert.Digital 5x في حزمة واحدة - بدءًا من 500 يورو شهريًا فقط