أعلنت شركة كوالكوم عن إطلاقها للمودم الجديد Qualcomm Snapdragon X16 LTE الذي يدعم الاتصال بسرعاتٍ تصل حتى 1 غيغابِت بالثانية في الشبكات اللاسلكية التي تدعم معيار 4G LTE.

لفهم الأهمية الكبيرة لهذا الابتكار الجديد، علينا أولًا المرور بشكلٍ سريع على معيار 4G LTE، وعلى التفاصيل التقنية للمودم الجديد وفقًا للإعلان الرسميّ من كوالكوم، وما الذي سنحصل عليه بفضل هذا الإنجاز الجديد. سأضع في نهاية المقال روابط المصادر الرسمية من كوالكوم للمزيد من الفائدة.

لمحة حول معيار 4G LTE

معيار LTE هو معيار للاتصالات اللاسلكية المُعتمدة على شبكات الجيل الرابع 4G والتي سمحت بجلب سرعاتٍ أكبر بنقل المعلومات والبيانات للأجهزة الذكية النقالة، مثل الهواتف الذكية والحواسيب اللوحية. بشكلٍ أساسيّ، تختلف أجيال أنظمة الاتصالات الخلوية عن بعضها البعض بالطيف التردديّ الذي يتم عبره نقل الإشارات اللاسلكية، فضلًا عن التقنيات المُستخدمة في تعديل الإشارات وتنظيمها. اعتمادًا على موارد نظام الاتصالات، وعلى التقنيات المُستخدمة من أجل تعديل الإشارات وإرسالها واستقبالها، يتم تحديد السرعات التي يمكن للبيانات والمعلومات أن تنتقل عبرها ضمن شبكة اتصالات معينة.

كلمة LTE هي اختصار لثلاث كلمات: Long Term Evolution وهي تعني التطور طويل الأمد. لماذا تطور طويل الأمد؟ عندما تم توصيف معايير الجيل الرابع 4G في عام 2008 لأول مرة عبر ما عرف بالإصدار الثامن Release 8، تم توضيح أن مجال السرعات الأعظمي للشبكات المُعتمدة على هذه المعايير تتراوح من 300 ميغابت/ثانية وحتى 3.3 غيغابت/ثانية. بمعنى آخر، كل مجال معين من سرعة تبادل البيانات يتم توصيفه برقم إصدار خاص به، حيث يحدد كل إصدار المتطلبات اللازمة لعمل معيار الاتصالات اللاسلكية. وفي حين أن مجال السرعات التي يمكن الحصول عليها عبر شبكات الجيل الرابع هو مجالٌ كبير، تم التوصل لكلمة LTE التي تشير إلى أن شبكات الجيل ستتطور على فترةٍ زمنية طويلة، قبل الانتقال لشبكات الجيل الخامس.

لماذا لا تقوم الشركات إذًا باعتماد هذه التوصيفات واستخدام هذه المعايير؟ في الواقع، الأمر ليس بهذه البساطة. تحقيق عملية اتصال بسرعاتٍ عالية تصل لرتبة غيغابت/ثانية لها العديد من المُتطلبات. أحد أهم هذه المتطلبات هي وجود وحدات وظيفية قادرة على دعم هذه السرعات والتعامل معها بشكلٍ جيد ضمن الأجهزة الذكية، وذلك من أجل تحقيق عملية اتصال ناجحة. هنا نتحدث بشكلٍ أساسيّ عن هوائيات الإرسال والاستقبال، مودم الاتصال، وشريحة المُعالجة ضمن الأجهزة الذكية، فضلًا عن تقنيات وخوارزميات التّعديل ومعالجة الإشارة المستخدمة.

(للمزيد من التفاصيل، أنصح بمراجعة المقالين الأولين من سلسلة “في الطريق إلى الجيل الخامس”. اضغط: هنا و هنا ).

مودم Qualcomm Snapdragon X16 LTE

وفقًا لكوالكوم، هذا أول مودم يدعم الاتصال باستخدام معيار LTE Advanced والذي تصل فيه سرعة الاتصال حتى 1 غيغابت/ثانية، أي الحصول على سرعة الاتصال التي تؤمنها كابلات الألياف الضوئية، ولكن ضمن وسط اتصال لاسلكيّ.

بالعودة لعام 2013، أعلنت كوالكوم عن خطتها لدعم شبكات الاتصالات اللاسلكية وفقًا لمعيار LTE Advanced واستغلال الطيوف الترددية غير المرخصة Unlicensed Spectrum للحصول على شبكات اتصال تدعم سرعاتٍ تصل حتى رتبة غيغابت/ثانية. كان هذا إعلانًا جريئًا من كوالكوم، خصوصًا أنه كان في الوقت الذي بدأت فيه شبكات الجيل الرابع بالانتشار على مستوى كبير.

الآن، وفي عام 2016، وبعد ثلاث سنواتٍ من إعلان كوالكوم عن رؤيتها المستقبلية، أطلقت الشركة بشكلٍ رسميّ مودم الاتصالات الجديد الخاص بها والذي يدعم معيار الاتصالات فائق السرعة LTE Advanced. تحديدًا، يدعم المودم الجديد الاتصالات وفقًا للتصنيف 16 من معيار LTE بالمسار الهابط، ووفقًا للتصنيف 13 من معيار LTE بالمسار الصاعد.

(توضيح: المسار الهابط Downlink هو مسار المعلومات من محطة الاتصالات الثابتة Base Station باتجاه الأجهزة النقالة، مثل الهواتف الذكية. المسار الصاعد Uplink هو المسار المعاكس، أي مسار المعلومات من الأجهزة النقالة باتجاه المحطات الثابتة).

يعتمد المودم الجديد على تقنية المداخل والمخارج المتعددة MIMO في الاتصالات، وتحديدًا تقنية 4×4 MIMO ما يعني إمكانية الإرسال/الاستقبال على أربعة هوائيات بنفس الوقت، في حين أن الأجهزة الحالية التي تدعم معيار LTE تعتمد على تقنية 2×2 MIMO.

من أين حصلنا على رقم 1 غيغابت/ثانية؟ هذا سيتطلب المزيد من التوضيح. ذكرت كوالكوم أنه بفضل الاعتماد على تقنية 4×4 MIMO ومع الاعتماد أيضًا على تقنية تعديل المطالي الحديثة QAM-256 يُمكن أن يتم استقبال الإشارات على 10 مسارات لدفق البيانات Data Stream. كتكاملٍ لعمل هذه التقنيات، يمكن الحصول على سرعة بث تصل لـ 100 ميغابت/ثانية (على المسار الهابط) لكل مسار، ومع وجود 10 مسارات، كل منها بسرعة 100 ميغابت/ثانية تكون النتيجة الكلية هي 1 غيغابت/ثانية.

فضلًا عن ذلك، اعتمدت كوالكوم في تصنيعها للمودم الجديد على تقنية تصنيع FinFet بدقة 14 نانومتر، وهي نفس التقنية التي اعتمدتها من أجل تصنيع معالجات Snapdragon 820 الجديدة. بالنسبة للمعالج الجديد، فهو يتضمن مودم X12 LTE والذي يدعم سرعات اتصال تصل حتى 600 ميغابت/ثانية بالمسار الهابط.

كيف قامت كوالكوم بإنجاز هذه التفاصيل؟ في الواقع، هذا الأمر سيتطلب التوجه إليها والاستفسار منها بشكلٍ مباشر، لأن الشركة لن تقوم بأكثر من تسمية التقنيات المستخدمة في تصنيع المودم الجديد، وتوصيف القدرات التي سيضيفها للأجهزة الذكية.

بالنسبة للمُستخدم: ما الذي يهمّنا؟ 

إن لم تكن ممن يود إشغال نفسه بالتفاصيل التقنية، تجاهل كل الكلام السابق، وركز على الكلام التالي: خلال فترةٍ قريبةٍ جدًا، سيكون هنالك هواتف ذكية وحواسيب لوحية (وربما أجهزة ذكية أخرى) تستطيع أن تقوم بتحميل (تنزيل) البيانات بسرعةٍ قدرها 1 غيغابت/ثانية ورفع البيانات بسرعةٍ قدرها 150 ميغابت/ثانية. ستستطيع مُشاهدة فيديو بدقة 4K بسهولةٍ بالغة، ولن تضطر للانتظار لمشاهدة الفيديو. ستكون قادرًا على إرسال واستقبال الصور والملفات مع الأصدقاء والعائلة دون أن تلقي بالًا للوقت الذي قد يستغرقه إرسال أو استقبال الصورة، وكل هذا على جهازك الذكي، مهما كان نوعه. بالمقارنة، بلغت سرعة التحميل الوسطية لشبكات الجيل الرابع 36 ميغابت/ثانية في نيوزلندا، وهي الدولة الأولى عالميًا من حيث سرعة شبكات الجيل الرابع. (الإحصائية الكاملة اعتمادًا على بيانات OpenSignal). الانتقال من سرعاتٍ بحدود 30 ميغابت/ثانية وحتى 1 غيغابت/ثانية يعني تزايدًا في السرعات بحوالي 33 مرة.

من المستبعد أن نشاهد المودم الجديد ضمن أحد الهواتف الذكية خلال العام الحاليّ، وربما لن نشاهده قبل حلول عام 2017 المقبل. كما ذكرت سابقًا، شريحة المعالجة الأقوى حاليًا من كوالكوم هي شريحة Snapdragon 820 والتي تتضمن مودم X12 LTE. من غير المرجح تضمين المودم الجديد ضمن شريحة المعالجة الحالية، إلا إن كانت كوالكوم تنوي إطلاق نسخةً مطورة عنها في وقتٍ لاحقٍ هذا العام.

المصدر 1، المصدر 2، المصدر 3، المصدر 4