يتم وضع نطاق التردد 3 (FR3) بين sub-6 جيجا هرتز وmmWave
باختصار – ما يجب معرفته:
ليس mmWave 2.0 – يقع FR3 بين sub-6 جيجا هرتز وmmWave وهو مصمم لتوسيع سعة النطاق المتوسط إلى أعلى دون بعض العوامل نفسها التي تحد من mmWave.
الإصدار 18 الصلة – دخلت FR3 إلى خارطة طريق 5G-Advanced كطبقة قدرة تطورية، مما يشكل التفكير المبكر لـ 6G.
واقع النشر – سيتوقف نجاح النطاق على الموقع المشترك في الموقع الكلي، والتخطيط الدقيق للخلية، والتوقعات الواقعية حول الأداء الداخلي.
مع تحول اهتمام الصناعة نحو الجيل السادس، لم يعد الاهتمام المتجدد بالطيف عالي التردد مدفوعًا بالموجة المليمترية. وبدلاً من ذلك، أصبح التركيز على نطاق التردد 3 (FR3) – وهو نطاق يقع بين أقل من 6 جيجا هرتز وموجة mmWave التي تعد بسعة إضافية دون إجبار المشغلين على تصميمات شبكات فائقة الكثافة. لقد دخلت ميزاته بالفعل في خارطة طريق 5G-Advanced وتؤثر على التفكير المبكر لـ 6G. إن فهم ما يمكن أن يقدمه هذا الطيف وما لا يستطيع تحقيقه أمر متزايد الأهمية.
يمتد نطاق FR3 الخاص بـ 3GPP من 7.125 جيجا هرتز إلى 24.25 جيجا هرتز، ويقع بين FR1 (نطاقات دون 6 جيجا هرتز) وFR2 (موجة ملليمترية، أعلى من 24 جيجا هرتز). على هذا النحو، غالبًا ما يوصف FR3 بأنه “النطاق المتوسط العلوي”، مما يوفر توازنًا في التغطية والسعة مما يجعله جزءًا جذابًا من خارطة طريق 5G-Advanced ومكونًا محتملاً لأنظمة 6G المستقبلية.
قال فيش ناندال، استراتيجي التكنولوجيا ومهندس أنظمة الاتصالات السابق، إن FR3 يمثل فرصة أكثر واقعية وتأسيسية للشبكات المستقبلية من بعض نطاقات التردد العالي قيد النظر حاليًا، بما في ذلك طيف تيراهيرتز الفرعي: “على الرغم من أن عملية التصفية والمزاد مكلفة، فإن FR3 يعد تطورًا ضروريًا وله جدوى تجارية قوية على المدى القريب. وعلى النقيض من ذلك، فإن طيف الترددات الفرعية (فوق 90 جيجا هرتز) محدود فيزيائيًا: خسارة انتشار هائلة، إن متطلبات خط البصر والأجهزة غير الناضجة تجعلها مكانًا مناسبًا للتوصيل أو استخدامات المؤسسات المتخصصة، وليس النطاق العريض في السوق الشامل.
وبالمثل، في قطعة مكتوبة ل آر سي آر، قالت Jessy Cavazos، خبيرة حلول 6G في Keysight Technologies، إنها تتوقع زيادة في تجارب تكافؤ التغطية لـ FR3 في عام 2026 من مواقع النطاق C الحالية، حيث يتفوق نطاق الطيف هذا على Sub-THz، مما يقود “المنحنى العملي”.
لماذا ليس mmWave 2.0
للوهلة الأولى، قد يبدو أن FR3 هو شيء مثل “mmWave-lite”. ومع ذلك، من الناحية العملية، فهي تتصرف مثل طيف النطاق المتوسط أكثر من كونها موجة مليمترية، لا سيما عندما يتعلق الأمر بخصائص الانتشار واقتصاديات النشر. في حين أن FR3 يعمل بترددات أعلى من النطاق المتوسط الأساسي لشبكة 5G اليوم، فإنه لا يُظهر نفس الدرجة من فقدان المسار الشديد، أو ضعف اختراق المباني، أو حساسية الانسداد التي أدت إلى تقييد عمليات نشر mmWave.
وبنفس القدر من الأهمية، تتم دراسة FR3 مع وضع عمليات نشر الخلايا الماكروية أو الشبيهة بالماكرو في الاعتبار, مع التركيز على إعادة استخدام شبكات الموقع الحالية حيثما أمكن ذلك. على النقيض من ذلك، أدى نصف قطر التغطية المحدود للغاية لـ mmWave إلى إنشاء بنى خلايا صغيرة فائقة الكثافة، مما أدى إلى زيادة تعقيد الحصول على الموقع، واستهلاك الطاقة، وتكاليف الشبكة الإجمالية. تكمن جاذبية FR3 في تجنب هاوية التكثيف هذه مع الاستمرار في توسيع السعة الخلوية القابلة للاستخدام إلى ترددات أعلى.
في الواقع، وفقًا لأندرياس روسلر، المستشار الفني في BackITapp Consulting، يعتبر المشغلون أن قدرة FR3 على المشاركة في الموقع مع المحطات الأساسية الكلية 5G اليوم “مطلب مطلق”. وكتب: “إنها الطريقة الوحيدة لاحتواء الإنفاق الرأسمالي مع توسيع الشبكات إلى النطاق المتوسط الأعلى”.
وأضاف، مع ذلك، أن شرط الموقع المشترك هذا يطرح تحديات فنية. وحذر قائلاً: “تحتاج 3GPP إلى جعل الموقع المشترك FR3 جزءًا من خط الأساس في الإصدار 21 من 3GPP، وهو أول مجموعة معيارية لمواصفات 6G”.
حالات الاستخدام المحتملة – والحالة لمزيد من الطيف
في حين وعدت تقنية 5G بواقع ممتد غامر (XR)، جادل روسلر بأن تخصيصات الطيف الحالية غير مناسبة لحالات استخدام XR كثيفة الوصلة الصاعدة المتوقعة في عصر 6G., وخاصة على نطاق واسع. وقال إن FR3 مصمم لتوفير سعة الوصلة الصاعدة الإضافية التي تتطلبها تلك التطبيقات: “سوف يملأ FR3 هذه الفجوة”.
إلى جانب تطبيقات XR، من المتوقع أن يعمل FR3 على تمكين حالات الاستخدام الأخرى عالية السعة والمتنقلة، مثل التحكم الصناعي، واتصال الطائرات بدون طيار، والوصلة الصاعدة الموثوقة عالية السرعة لتطبيقات الذكاء الاصطناعي/الحافة. والجدير بالذكر أن هذه الترددات مناسبة أيضًا للشبكات غير الأرضية (NTNs)، والتي من المتوقع أن تلعب دورًا حيويًا في تحقيق اتصال 6G في كل مكان.
الاختبار المبكر جار بالفعل. في عام 2024، أظهرت شركتا Qualcomm وKeysight Technologies ما وصفته بأول إمكانية تشغيل تفاعلي واتصال بيانات شامل في الصناعة في نطاق FR3. استخدمت التجربة منصة الاختبار اللاسلكية E7515P UXM 5G من Keysight جنبًا إلى جنب مع منصة اختبار الهاتف المحمول Qualcomm Technologies (MTP)، وهو تصميم مرجعي للهواتف الذكية يستخدم للتحقق من الصحة والاختبار.
في الآونة الأخيرة، قامت SoftBank وNokia باختبار FR3 في تجربة ميدانية خارجية بنطاق 7 جيجا هرتز (7.125–8.4 جيجا هرتز). قارنت التجربة التغطية والخصائص الراديوية لنطاق 7 جيجا هرتز مع 5G Sub-6 التجارية (3.9 جيجا هرتز) من خلال تحديد موقع مشترك لمحطات قاعدة 7 جيجا هرتز قبل التجارية بجوار محطات 5G الأساسية الموجودة على أسطح المباني. كان الهدف هو تقييم ما إذا كان من الممكن استخدام تقنية MIMO الضخمة لتوفير تغطية خارجية متجاورة عبر المنطقة المحيطة.
من منظور تنظيمي، يخضع النطاق 7 جيجا هرتز الآن للدراسة في الإقليمين 2 و3 للاتحاد الدولي للاتصالات. ومع ذلك، في المنطقة 1 (أوروبا والشرق الأوسط وأفريقيا)، تم استبعاد أجزاء من النطاق من النظر بسبب استخدام الناتو.
في النهاية، ستعتمد صلاحية FR3 – وقدرته على تجنب مصير نشر mmWave – على التخطيط الدقيق للخلية، وتصميم الهوائي، والتوقعات الواقعية حول الأداء الداخلي.
