التزام بتوصيل العالم

SDG

أنظمة المنصات عالية الارتفاع (HAPS)

​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​HAPS BCKGROUNDER

نظرة عامة


التحديات والحلول: بناء شبكات الجيل الخامس (5G) من أجل المستقبل


 

أدت الابتكارات التكنولوجية والأهمية المتزايدة لزيادة توفير النطاق العريض إلى تطور أنظمة محطات المنصات عالية الارتفاع (HAPS). وهذه المحطات القابلة للنشر بسهولة والعاملة في طبقة الاستراتوسفير (طبقة الغلاف الجوي للأرض ابتداءً من 20 كيلومتراً) عالية بما يكفي لتوفير الخدمة لمنطقة واسعة أو لزيادة السعة لدى موردين آخرين لخدمات النطاق العريض.

والمحطات HAPS ليست بمفهوم جديد ودراسات الاتحاد بشأن هذه المحطات بدأت حوالي عام 1996. ومع ذلك، أصبحت المحطات HAPS أكثر قابلية للاستمرار نظراً لتطور التكنولوجيا، من خلال التقدم في كفاءة الألواح الشمسية وكثافة طاقة البطاريات والمواد المركبة خفيفة الوزن وإلكترونيات الطيران المستقلة ذاتياً والهوائيات.

وأظهرت عمليات النشر التجريبي الأخيرة لتوفير النفاذ عريض النطاق إلى الإنترنت باستعمال محطات من على ارتفاع 20 كيلومتراً فوق سطح الأرض تقريباً إمكانية توفير هذه المحطات للتوصيلية للمجتمعات النائية أو المجتمعات التي تفتقر إلى الخدمات.

ومع ذلك، تواجه الأنظمة HAPS تحديات لتصبح خياراً متاحاً تجارياً لدفع إتاحة النطاق العريض على الصعيد العالمي، لا سيما في البلدان ذات البنية التحتية المحدودة.

وتُقدِّر الدراسات الحالية لقطاع الاتصالات الراديوية أن الاحتياجات الإجمالية من الطيف للأنظمة HAPS تكون في المدى الذي يتراوح بين MHz 396 وMHz 2 969 من أجل الوصلات في الاتجاه من الأرض إلى المنصات HAPS وفي المدى الذي يتراوح بين MHz 324 وMHz 1 505 من أجل الوصلات في الاتجاه من المنصات HAPS إلى الأرض. ويتضمن هذان المديان الاحتياجات من الطيف اللازمة لتغطية تطبيقات محددة (مثل مهام الإغاثة في حالات الكوارث) وللتطبيقات الخاصة بالتوصيلية (مثل النطاق العريض التجاري).

 حددت ثلاثة مؤتمرات للاتصالات الراديوية (WRC-97  وWRC-2000 وWRC-12) الطيف للمحطات HAPS في نطاقات التردد GHz 48/47 وGHz 2 وGHz 31/27 وGHz 6 على التوالي.

وتبين دراسات قطاع الاتصالات الراديوية أن الاحتياجات من الطيف من أجل التطبيقات HAPS عريضة النطاق قد لا يتسنى تأمينها بشكل تام ضمن التحديدات الحالية لهذه المحطات. وبالإضافة إلى ذلك، فإن بعض نطاقات التردد الموزعة حالياً للمحطات HAPS مقيّدة بحدود جغرافية في حين أن التحديدات العالمية المشتركة للمحطات HAPS مرغوب فيها لتحسين تنسيقها واستخدامها.

ولذلك، يجري النظر في تحديد طيف إضافي للأنظمة HAPS مع مراعاة أن هذه الأنظمة ستحتاج إلى ضمان الحماية للخدمات الحالية والمستقبلية كالخدمات المتنقلة والخدمات الساتلية.

وقد تشمل مراجعة الأحكام التنظيمية المتعلقة بالمحطات HAPS تحديداً عالمياً أو إقليمياً للمحطات HPS وقيوداً فيما يتعلق باتجاهات الوصلات وإدراج شروط تقنية لتشغيل الأنظمة HAPS من أجل حماية الخدمات الأخرى. ويمكن فرض شروط أخرى على تشغيل المحطات HAPS مثل التنسيق الإلزامي مع البلدان التي يُحتمل تأثرها والتبليغ عن المحطات إلى الاتحاد.

.​

مساهمة الاتحاد الدولي للاتصالات


 

في 1997، حُددت عالمياً في لوائح الراديو (RR) نطاقات التردد الأولى التي من المسموح فيها استعمال المحطات HAPS. ومنذ ذلك الحين، عُدلت لوائح الراديو لتحديد نطاقات تردد إضافية إقليمياً وفي بلدان محددة حيث يمكن تشغيل المحطات HAPS. وفي ذلك الوقت، عند تحديد نطاقات للمحطات HAPS، أُخذ بعين الاعتبار في المقام الأول الشواغل المتعلقة بالخبو الناجم عن المطر في نطاقات التردد الأعلى. وقد تمت هذه التحديدات للمحطات HAPS دون تصور أنها ستحتاج إلى دعم تطبيقات النطاق العريض الموجودة حالياً.​  

وعلى الرغم من أن موارد الترددات للأنظمة HAPS حُددت في لوائح الراديو منذ زمن طويل، لم تُستخدم بسبب القيود المشار إليها أعلاه وعدم نضج الحلول التقنية. 

وفي الآونة الأخيرة، أدى التقدم التكنولوجي الذي حسّن الجدوى من المحطات HAPS والحاجة الملحة لتيسير النفاذ إلى تطبيقات النطاق العريض العالمية إلى استعراض الأحكام التنظيمية الحالية.

وتندرج المحطات HAPS في أحد بنود جدول أعمال المؤتمر العالمي للاتصالات الراديوية لعام 2019 (WRC-19) الذي سيعقد في شرم الشيخ، مصر في الفترة من 28 أكتوبر إلى 22 نوفمبر 2019. ونتيجة لدراسات التقاسم والتوافق التي يجريها قطاع الاتصالات الراديوية​، يجري النظر في نطاقات التردد الحالية والجديدة التالية الموزعة للخدمة الثابتة لتحديدها لكي تستخدمها المحطات HAPS وفقاً لشروط تنظيمية وتقنية مختلفة:

​​

وقد أدرجت نتائج دراسات التوافق لقطاع الاتصالات الراديوية بين التطبيقات HAPS وتطبيقات أخرى تعمل في هذه النطاقات وأمثلة عن الحلول التنظيمية في تقرير الاجتماع التحضيري للمؤتمر المقدم إلى العالمي للاتصالات الراديوية لعام 2019. ​

تجري تجارب التطبيقات HAPS في بعض البلدان لإثبات قدرتها على توفير توصيلية النطاق العريض والوصلات الوسيطة والاتصالات من أجل التعافي بعد وقوع الكوارث. وقد تسهّل التحديدات الممكنة المنسقة عالمياً وإقليمياً للمحطات HAPS في المؤتمر WRC-19 تطوير هذه التطبيقات والسماح للتجارب بالتقدم نحو عمليات النشر التجاري. 

*ويجري أيضاً النظر في تحديد النطاق GHz 27,5‑24,25 (الإقليم 2) من أجل الاتصالات المتنقلة الدولية (IMT) (IMT-2020/5G) ويجري النظر في النطاق GHz 39,5‑38 من أجل كل من gالاتصالات المتنقلة الدولية وأنظمة المدارات الساتلية غير المستقرة بالنسبة إلى الأرض العاملة في الخدمة المتنقلة الساتلية (NGSO-FSS). وأُجريت الدراسات لمعالجة التوافق المتبادل وإمكانية التقاسم بين تطبيقات الخدمات التي يجري النظر في أن يُوزع ويُحدد لها هذا الطيف.


 

   آخر تحديث: يونيو 2019 ​