أساسيات اتصالات الميكروويف من نقطة إلى عدة نقاط

قد يشتمل نظام اتصالات الميكروويف على محطات مشترك في الاتصال بمحطة قاعدية، كما قد تشتمل المحطات على دوائر زمنية مزدوجة توجد عادة في شبكات المنطقة المحلية اللاسلكية “WLAN“، حيث يتم توجيه الإشارات عادةً من خلال الهوائيات المرتبطة بهذه الدوائر بدلاً من توجيهها عبر الدوائر لإجراء تحويل التردد من وإلى ترددات اتصالات الميكروويف، للاتصالات عبر وصلات الميكروويف بين محطات المشتركين والمحطة الأساسية.

أساسيات اتصالات الميكروويف من نقطة إلى عدة نقاط

يتم تكوين الدائرة اللاسلكية لتشغيل متعدد المدخلات والمخرجات “MIMO” مع منفذ هوائي واحد مخصص لنقل البيانات ومنفذ هوائي واحد مخصص لاستقبال البيانات، كما يمكن استخدام راديو الميكروويف الرقمي لتوفير الاتصال بين المواقع، وعلى سبيل المثال تستخدم شبكات الاتصالات المتنقلة وصلات الميكروويف لتوفير وصلات التوصيل من المحطات القاعدية.

وتقدمت أنظمة الراديو الرقمية بالموجات الدقيقة من حيث السعة والتكلفة، ومع ذلك فإنّ معظم الأنظمة هي من نقطة إلى نقطة، أي أنّها توفر فقط الاتصال بين موقعين أو نقطتين مع وجود هوائي وجهاز إرسال واستقبال لاسلكي لكل موقع وإلكترونيات أخرى مرتبطة به.

يصعب توسيع نطاق شبكة الاتصالات المكونة من وصلات من نقطة إلى نقطة نظراً لأنّ إضافة موقع جديد يستلزم إضافة معدات في كل من الموقع الجديد وموقع آخر، مثل المحطة الأساسية والتي سيتواصل معها الموقع الجديد عبر وصلة ميكروويف.

• “MIMO” هي اختصار لـ “Multiple Input Multiple Output”.

• “WLAN” هي اختصار لـ “Wireless Local Area Network”.

مكونات نظام اتصالات الميكروويف من نقطة إلى نقطة

• دارة اتصال لاسلكي تشتمل على منفذي هوائي على الأقل، مع واحد على الأقل من منفذي الهوائي المكونين للإرسال فقط، وواحد آخر على الأقل من منفذي الهوائي تم تكوينه للاستقبال فقط.

• خلاط إرسال واحد على الأقل مقترن بمنفذ هوائي واحد على الأقل تم تكوينه للإرسال، لتحويل إشارة من منفذ هوائي واحد على الأقل تم تكوينه للإرسال، ولتوفير إشارة إرسال عند ترددات اتصالات الميكروويف.

• خلاط استقبال واحد على الأقل مقترن بمنفذ هوائي آخر على الأقل مهيأ للاستقبال، لتحويل الإشارة المستقبلة عند ترددات اتصالات الميكروويف.

مبدأ عمل اتصالات الميكروويف من نقطة إلى عدة نقاط

تُعد دائرة الاتصالات اللاسلكية جزءاً من جهاز “802.11n”، كما تًعد دائرة الاتصالات اللاسلكية جزءاً من جهاز “802.11ac”، كما تم تكوين دائرة الاتصالات اللاسلكية لإرسال واستقبال الإشارات على ترددات في النطاق “2.4 جيجاهرتز”، وتم تكوين دائرة الاتصالات اللاسلكية لإرسال واستقبال الإشارات على ترددات في النطاق “5 جيجاهرتز”.

وخلاط الإرسال واحد على الأقل هو خلاط تحويل مباشر وخلاط استقبال واحد على الأقل هو خلاط تحويل مباشر، حيث يقترن مفتاح الإرسال أو الاستقبال بخلاط إرسال واحد على الأقل وخلاط استقبال واحد على الأقل، كما يقترن أول مذبذب محلي بخلاط إرسال واحد على الأقل وذلك لتوفير إشارة مذبذب محلية أولى لخلاط إرسال واحد على الأقل، حيث يقترن مذبذب محلي ثان بخلاط استقبال واحد على الأقل وذلك لتوفير إشارة مذبذب محلية ثانية لخلاط استقبال واحد على الأقل.

كما يقترن مضخم القدرة بخلاط إرسال واحد على الأقل ومحول ثنائي ويقترن مضخم منخفض الضوضاء بخلاط استقبال واحد على الأقل ومحول ثنائي، وخلاط إرسال واحد على الأقل وخلاط استقبال واحد على الأقل هُما جزء من وحدة نهاية أمامية للتردد اللاسلكي “RFFE”، كما يوفر طريقة مفيدة في توفير اتصالات الميكروويف والتي تشمل:

• تقديم إشارة للإرسال على منفذ هوائي أول لجهاز اتصال لاسلكي له قدرة متعددة المدخلات والمخرجات “MIMO”.

• تحويل الإشارة للإرسال إلى تردد اتصالات الميكروويف.

• تحويل الإشارة المستقبلة من تردد اتصالات الميكروويف.

• توفير الإشارة المحولة إلى منفذ هوائي ثان لجهاز نقطة الوصول اللاسلكي الذي يتمتع بإمكانية “MIMO”.

• في جوانب أخرى مختلفة تتوفر ترددات اتصالات الميكروويف بين “6 جيجاهرتز” و”40 جيجاهرتز”.

• يتم تحويل إشارة الإرسال من ترددات في النطاق “2.4 جيجاهرتز”.

• يتم تحويل إشارة الإرسال من ترددات في النطاق “5 جيجاهرتز”.

• يتم تحويل الإشارة المستقبلة إلى ترددات في النطاق “2.4 جيجا هرتز”.

• يتم تحويل الإشارة المستقبلة إلى ترددات في النطاق “5 جيجاهرتز”.

ملاحظة:“RFFE” هي اختصار لـ “Radio Frequency Front End”.

مكونات جهاز اتصال لنظام اتصالات ميكروويف

• دارة نقطة وصول لاسلكية لها منافذ هوائي متعددة، والدوائر القابلة للتكوين لوضع منفذ هوائي أول لمنافذ الهوائي المتعددة في تكوين إرسال فقط، ومنفذ هوائي ثان من منافذ الهوائي المتعددة في تكوين استقبال فقط.

• واجهة أمامية لتردد راديو الميكروويف “RFFE” مقترنة بمنفذ الهوائي الأول ومنفذ الهوائي الثاني بما في ذلك الموجات الدقيقة “RFFE”، وبما في ذلك الدوائر لتحويل الإشارات من منفذ الهوائي الأول إلى تردد اتصالات الميكروويف والدائرة لتحويل الإشارات إلى منفذ الهوائي الثاني من تردد اتصالات الميكروويف.

مبدأ عمل اتصالات الميكروويف من نقطة إلى عدة نقاط

1- محطة قاعدية للميكروويف

• هوائي محطة قاعدية ميكروويف.

• توفر دائرة نقطة الوصول اللاسلكية اتصال البيانات مع التنوع المكاني بين إرسال الإشارات واستقبال الإشارات.

• دائرة نقطة الوصول اللاسلكية التي تم تكوينها لنقل المعلومات من منفذ الهوائي الأول واستقبال المعلومات من منفذ الهوائي الثاني.

• منفذ الهوائي الأول ويكون منفذ الهوائي الثاني منافذ هوائي مختلفة.

• دائرة خلط المحطة الأساسية لتحويل الإشارة المستلمة من منفذ الهوائي الأول من الترددات المستخدمة في إرسال الإشارات، وبواسطة نقطة الوصول اللاسلكية إلى ترددات اتصالات الميكروويف، وللتحويل الأدنى للإشارة المستلمة من هوائي الميكروويف للمحطة الأساسية من ترددات اتصالات الميكروويف، وإلى الترددات المستخدمة في استقبال الإشارات من خلال نقطة الوصول اللاسلكية.

2- مجموعة متعددة من محطات المشتركين في الميكروويف

• دائرة وحدة المشترك اللاسلكية المقترنة بمكونات محطة المشترك عن طريق اتصال إيثرنت سلكي.

• دائرة وحدة المشترك اللاسلكية التي توفر اتصال البيانات مع التنوع المكاني بين إرسال الإشارات واستقبال الإشارات.

• دارة وحدة المشترك اللاسلكي التي تم تكوينها بحيث تنقل المعلومات من منفذ الهوائي الأول وتلقي المعلومات من منفذ الهوائي الثاني.

• منفذ الهوائي الأول ومنفذ الهوائي الثاني هما منافذ هوائي مختلفة.

• هوائي الميكروويف محطة المشترك.

• دائرة خلط محطة المشترك وتحويل الإشارة المستلمة من منفذ الهوائي الأول من الترددات المستخدمة في إرسال الإشارات، وبواسطة وحدة المشترك اللاسلكي إلى ترددات اتصالات الميكروويف، وللتحويل السفلي للإشارة المستلمة من هوائي الميكروويف لمحطة المشترك من ترددات اتصالات الميكروويف، وإلى الترددات المستخدمة في استقبال الإشارات من قبل وحدة المشترك اللاسلكي.

3- جهاز اتصال نظام اتصالات ميكروويف

• جهاز “802.11n” أو “802.11ac” يدعم تكوين “2 × 2: 1 MIMO” على الأقل، والتكوين “2 × 2: 1” بما في ذلك هوائي أول على الأقل تم تكوين المنفذ للإرسال فقط، ومنفذ هوائي ثانٍ على الأقل تم تكوينه للاستقبال فقط.

• وسيلة لتحويل الإشارات من منفذ الهوائي الأول إلى ترددات اتصالات الميكروويف.

• وسائل تحويل الإشارات المخصصة للمنفذ الثاني من ترددات اتصالات الميكروويف.

4- دارة اتصالات لاسلكية

• منفذ هوائي واحد على الأقل ودائرة اتصالات لاسلكية توفر اتصالات مزدوجة الإرسال عبر الزمن.

• مفتاح إرسال أو استقبال مقترن بمنفذ هوائي واحد على الأقل عن طريق اقتران سلكي.

• خلاط إرسال واحد على الأقل مقترن بمفتاح الإرسال أو الاستقبال لتحويل إشارة من مفتاح الإرسال أو الاستقبال إلى ترددات اتصالات الميكروويف.

• خلاط استقبال واحد على الأقل مقترن بمفتاح الإرسال أو الاستقبال لتحويل الإشارة المستقبلة من ترددات اتصالات الميكروويف.