يتقدم التحول التكنولوجي لشبكات الهاتف المحمول في إسبانيا بفضل رقائق السيليكون الفوتونية، والتي تبرز كأحد العناصر الأساسية لتحسين الكفاءة والسعة والسرعة في قطاع الاتصالات. وتقود العديد من الجامعات والشركات في البلاد، مثل جامعة ملقة وفودافون، هذا الجهد. التقنيات الفوتونية قادرة على إحداث ثورة في نقل البيانات وإدارتها في السنوات القادمة.
وتستجيب عملية تطوير ودمج هذه الرقائق للحاجة إلى تعزيز أداء شبكات الجيل الخامس والجيل السادس المستقبلية، فضلاً عن الاهتمام المتزايد بتقليل استهلاك الطاقة. ضمان اتصالات أكثر استقراراحتى في الحالات عالية الطلب. من خلال التلاعب بالضوء (الفوتونات) بدلاً من الإلكترونات التي تُشغّل الإلكترونيات التقليدية، يَعِدُ علم الفوتونيات بتعزيز سعة وسرعة غير مسبوقتين.
التعاون بين جامعة ملقة وفودافون
La جامعة مالقةمن خلال مختبر أبحاث الفوتونيات والترددات الراديوية (الملحق بمعهد TELMA)، بالتعاون مع فودافون، تعمل على تصميم و تطوير رقائق السيليكون الفوتونية مُخصصة لشبكات الهاتف المحمول. تُمكّن هذه الرقاقات هوائيات الإرسال والاستقبال من توجيه الإشارة في اتجاه المستخدم بدقة، وهو تطورٌ نتج عن مجال يُعرف بفوتونيات الموجات الدقيقة.
أمام حدود الحلول الإلكترونية، توفر الفوتونيات رشاقة ملحوظة من خلال تمكين تشكيل وتوجيه الحزم المتقدمة، لا يُحسّن هذا الابتكار جودة الخدمة فحسب، بل يُقلل أيضًا بشكل كبير من التداخل واستهلاك الطاقة. وكما أوضح إينيغو مولينا، الأستاذ ورئيس مختبر الأبحاث، فإن استخدام الرقائق الفوتونية يزيد من كفاءة الشبكة، ويُقلل من فقدان البيانات، ويُعزز استقرار الاتصال، حتى في البيئات المزدحمة.
تسمح تقنية الفوتونيات الميكروويفية، التي تدمج التقنيات البصرية مع معالجة الإشارات الراديوية، بالعمل على ترددات أعلى بكثير، مما يؤدي إلى توسيع الطيف وفتح الأبواب أمام تطبيقات جديدة في القطاعات المتنامية مثل المركبات المستقلة أو الصناعة المتصلة. لمعرفة المزيد عن الابتكارات في مجال الفوتونيات وتأثيرها على الاتصالات، يمكنك قراءة هذا المقال حول التطورات في هذا القطاع.
تتراوح النماذج الأولية المُطوّرة بين رقائق سلبية، لإثبات المفهوم، ونماذج نشطة قد تحل محل العديد من المكونات الإلكترونية في محطات الاتصالات المتنقلة. ستتمكن هذه الرقائق من إدارة ما يصل إلى 32 هوائيًا لاسلكيًا على صارية واحدة، كل منها بدقة توجيه، مما يُحسّن التغطية ويُقلل من استهلاك الطاقة.
المشاريع الأوروبية والقيادة الوطنية في مجال الفوتونيات
إن الدفع نحو استخدام الرقائق الفوتونية في إسبانيا مدعوم بمبادرات أوروبية مثل المشاريع الهامة ذات الاهتمام الأوروبي المشترك (IPCEI) أو شريحة PERTE، بالإضافة إلى دعم وزارة الصناعة والسياحة. وهكذا، رسّخت مالقة مكانتها كمركز مرجعي، ليس فقط لنشاطها البحثي، بل أيضًا لتأسيس شركات ناشئة في مجال التكنولوجيا، مثل Bioherent وAGPhotonics، والتي انبثقت من بيئتها الجامعية المتخصصة في الفوتونيات المتكاملة.
كما أن هناك نقاطًا رئيسية أخرى، مثل مجتمع فالنسيا، تحرز تقدمًا أيضًا في تصنيع الرقائق الفوتونية الهجينةتتولى شركة UPVfab، وهي جزء من جامعة البوليتكنيك في فالنسيا، مسؤولية إنتاج وتطوير النماذج الأولية التي تستخدم الضوء لنقل المعلومات، مما يرفع السرعة والكفاءة إلى مستويات جديدة ويعزز المنطقة كمركز جغرافي للفوتونيات المتكاملة في إسبانيا.
ويتم تعزيز نمو هذه الصناعة من خلال إنشاء البنى التحتية المتخصصة وإطلاق منصات البحث والتطوير التعاونية وتعزيز الكراسي والبعثات البحثية الممولة بأموال عامة وخاصة.
مزايا وتطبيقات الرقائق الفوتونية في شبكات الهاتف المحمول
يمثل اعتماد الرقائق الفوتونية قفزة كبيرة بالمقارنة مع هوائيات الهواتف المحمولة التقليدية. في حين أن تكوين الشعاع الحدود الإلكترونية الحالية تحد من دقة ونطاق الترددات الممكنة، تشكيل الحزمة القائم على الفوتونيات يُزيل هذه القيود، ويُحسّن اتجاه الإشارة، ويُقلّل الفقد والتداخل. من أبرز فوائده:
- كفاءة أعلى في استخدام الطاقة في نقل البيانات وإدارتها.
- القدرة على دعم الاتصالات فائقة الكثافة وعالية السرعة قليل من الكمون.
- دعم معزز للتطبيقات الصناعية والمركبات المتصلة والأتمتة المتقدمة.
- تقليل الأثر البيئي من خلال تحسين استهلاك الطاقة واستخدام هياكل معمارية أكثر استدامة.
إن دمج هذه الحلول في محطات القاعدة المستقبلية من شأنه أن يسهل تقديم خدمات مستمرة وعالية الجودة، حتى في المناطق ذات التركيزات الكبيرة من المستخدمين، مثل الملاعب أو مراكز النقل، مما يتجنب الانقطاعات ويضمن تجربة مثالية.
ويعزز هذا الاختراق مكانة إسبانيا في مجال أبحاث وإنتاج الرقائق الفوتونية، ويعزز تطوير البنية التحتية ويعزز التعاون بين القطاعين العام والخاص لتعزيز ريادتها في قطاع التكنولوجيا.
