كيفية نشر الخلايا الصغيرة في الاتصالات

الخلية الصغيرة هي معنى شامل يعتمد لوصف نقطة وصول لاسلكية مصغرة (AP) أو محطة أساسية للشبكة اللاسلكية ذات ناتج طاقة وبصمة ونطاق بتردد لاسلكي منخفض (RF)، حيث تعمل الخلايا الصغيرة على تعزيز تغطية الشبكة الخلوية وقدرتها في المناطق مثل مراكز المدن المكتظة بالسكان، كما تكون متطلبات الاستخدام هي الأعلى، وتستعد الخلية الصغيرة من الجيل الخامس (5G) للدخول في عصر من الابتكار على نطاق واسع ممّا يضمن اختراقًا محسنًا للإشارة وتغطية فائقة.

كيف تعمل الخلايا الصغيرة

• يمكن نشر الخلايا الصغيرة التي يتحكم فيها المشغل بالداخل أو في الهواء الطلق في نطاق مرخص أو مشترك أو غير مرخص واعتماد الحجم المادي للجهاز اسم هذه المحطات الأساسية المصغرة.

• تبدو الخلايا الصغيرة مختلفة تمامًا عن الخلايا الكبيرة وهي أبراج الخلايا الطويلة التي اعتاد الناس رؤيتها على الطريق السريع أو فوق المباني.

• نظراً لأنّها صغيرة ومضغوطة يمكن العثور على محطات الخلايا الصغيرة منخفضة الطاقة هذه مثبتة كل بضعة كتل لتكملة الخلايا الكبيرة في المناطق المكتظة بالسكان.

• في هذا السيناريو عادةً ما يربط مشغلو الهواتف المحمولة الذين يشغلون شبكات الناقل خلايا صغيرة بالهياكل المادية مثل: جوانب المباني وأضواء الشوارع واللافتات.

• إنّها ضرورية لنقل البيانات من وإلى الأجهزة اللاسلكية.

ملاحظة:“RF” هي اختصار لـ “Radio frequency”.

ملاحظة:“AP” هي اختصار لـ “access point”.

ما هي أنواع الخلايا الصغيرة في الاتصالات

لتعزيز شبكات الاتصالات الكلية تعمل الخلايا الصغيرة على تعزيز التغطية في منطقة معينة عن طريق إضافة السعة المستهدفة، حيث تدعم الخلايا الصغيرة أيضًا الخدمات الجديدة وتقدم اختيار مستخدم محسّنة (UX) من خلال تمكين النطاق العريض اللاسلكي عالي السرعة، وكل ما يستلزم أن يكون متاحًا في المزيد من الأماكن.

تنقل الخلايا الصغيرة البيانات باستخدام طيف النطاق المنخفض والمتوسط ​​والمرتفع، حيث كما أنّها تستخدم ترددات طيفية متعددة لتعزيز عرض النطاق الترددي للشبكة وزيادة نقل البيانات وتحسين السرعة، ومع ذلك فإنّ مدى الأبراج الصغيرة محدود من (10 أمتار) إلى (2 كيلومتر).

هناك أنواع مختلفة من الخلايا الصغيرة التي تختلف في النطاق وعامل الشكل ومستويات الطاقة حسب حالة الاستخدام، يستخدم مشغلو الهاتف المحمول فقط أكبر وحدات الخلايا الصغيرة في الأماكن الحضرية والخارجية والأصغر في الإعدادات الداخلية، والأنواع الثلاثة للخلايا الصغيرة هي كما يلي:

1. خلايا فيمتوسيل Femtocells

• تشبه هذه الخلايا أجهزة التوجيه اللاسلكية مع نطاق نموذجي أقصى يبلغ (10 أمتار).

• يمكن لـ (Femtocells) استيعاب عدد قليل فقط من المستخدمين في كل مرة ويتم نشرها عادة في الداخل.

2. خلايا بيكوسيلز Picocells

• تتميز هذه الخلايا بمدى أوسع يصل إلى (200 متر).

• ويمكن أن تدعم (100) مستخدم كحد أقصى ويتم تثبيتها عادةً في مناطق داخلية أكبر، مثل: المستشفيات والمطارات ومحطات القطار.

3. الخلايا الدقيقة Microcells

• هذه هي أقوى أنواع الخلايا الصغيرة ويصل مداها إلى (2 كم).

• عادةً ما يتم توصيل الخلايا الصغيرة الدقيقة بإشارات المرور وإشارات الشوارع.

أشكال الخلايا الصغيرة في تقنية LTE

• تلعب الخلايا الصغيرة دورًا مهمًا في شبكات التطور طويل الأمد (LTE)، حيث إن الخلايا الصغيرة ذاتية التنظيم ومبنية على طبقات بها خلايا كبيرة.

• كما يتم توصيل خلية صغيرة خلال الإنترنت بشبكة الهاتف المحمول الأساسية باستخدام تقنية النطاق العريض في الداخل أو من خلال السحابة في الهواء الطلق عبر عملية التوصيل اللاسلكي.

• يساعد هذا النهج في الحفاظ على احتواء الشبكة والسعة المثلى عبر كل من شبكات (LTE) من الجيل الرابع (4G) وشبكات الجيل الخامس المتحسنة اليوم.

ملاحظة:“LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.

كيفية توصيل للخلايا الصغيرة Small cell backhaul

• يصف التوصيل للخلايا الصغيرة اتصالات الإرسال بين الشبكة الأساسية لمشغل شبكة الهاتف المحمول والخلية الصغيرة.

• يمكن أن يأخذ هذا شكل أي خدمة إنترنت ذات نطاق عريض تقريبًا مثل: الألياف واللاسلكي والكابلات وخط المشترك الرقمي (DSL).

• نظرًا لأن أداء وصلة النطاق العريض يمكن أن يسبب في التأثير على جودة الخدمة (QoS)، فإنّ اختبارات قياس الأداء ضرورية لضمان معدلات إرسال مقبولة.

• في عملية مباشرة تقوم الخلايا الصغيرة بمراقبة النطاق الترددي المتاح وتقييد سعتها عن طريق الحد من عدد المكالمات المتزامنة التي تتعامل معها في الوقت المناسب.

• تساعد الخلايا الافتراضية أيضًا مشغلي الهواتف المحمولة على تحسين خفة الحركة وقابلية التوسع وتقليل التكاليف.

• يستبدل هذا النهج الأجهزة المخصصة ببرامج يمكن تشغيلها على منصات الحوسبة القياسية، ممّا يمكّن شركات الاتصالات اللاسلكية من تقسيم شبكتها إلى أجزاء أصغر، وهي عملية تسمى تقطيع الشبكة وهي ميزة أساسية لشبكة الجيل الخامس.

• لتطبيق المحاكاة الافتراضية على شبكة الوصول اللاسلكي (RAN) يتعين على شركات الاتصالات تقسيم المحطة الأساسية وظيفيًا بواجهة نقل (xHaul) بين الشبكة المادية والافتراضية.

ملاحظة: “RAN” هي اختصار لـ “Radio Access Network”.

ملاحظة:“QoS” هي اختصار لـ “Quality of Service”.

ملاحظة:“DSL” هي اختصار لـ “Digital Subscriber Line”.

لماذا تعتبر الخلية الصغيرة مهمة لشبكة 5G

• مثل الأجيال السابقة من الشبكات الخلوية ستعتمد (5G) على خلايا صغيرة في مناطق الطلب على حركة المرور شديدة الكثافة.

• تتيح تقنيات الخلايا الصغيرة (5G) أيضًا نشرًا قابلًا للتطوير ومنخفض التكلفة دون الحاجة إلى مجموعات مهارات تقنية عالية.

• بينما ترسل أبراج الخلايا الكبيرة عالية الطاقة إشارات قوية عبر مسافات كبيرة تعمل الخلايا الصغيرة على تعزيز التغطية في البيئات المتطورة بكثافة.

• يساعد هذا الأسلوب في تقديم تجارب محسّنة للمستخدم النهائي من خلال تعزيز سرعات نقل البيانات وإلغاء الحاجة إلى تنافس الأجهزة على النطاق الترددي.

• ومع ذلك لا يزال الوقت مبكرًا لتكنولوجيا الخلايا الصغيرة (5G) ومن غير الواضح كيف سيتم وضعها موضع التنفيذ.

• في حين أنّ هناك قيودًا تقنية في الخلايا الصغيرة، فإنّها ستكون في قلب النقاط الساخنة لشبكات الجيل الخامس في البيئات الحضرية.

الفوائد الرئيسية لنشر الخلايا الصغيرة

هناك أنواع مختلفة من الخلايا الصغيرة بنطاقات مختلفة ومستويات طاقة وعوامل شكل وفقًا لحالة الاستعمال حيث أنّ أصغر الوحدات تستخدم للاعتماد السكني الداخلي، وأكبرها هي الخلايا الصخرية الخارجية في المناطق الحضرية أو الريفية، كما يتمتع مشغلو الهواتف المحمولة وعملائهم بعدد من الفوائد من الخلايا الصغيرة بما في ذلك ما يلي:

• سريعة وسهلة التركيب.

• يمكن نشرها بدون مجموعات مهارات عالية التقنية.

• غير واضحة للغاية.

• تغطية جيدة.

• تعزز القدرة في المناطق الحضرية المكتظة بالسكان.

• أرخص من الخلايا الكبيرة.

• مرنة للغاية.

• تطيل عمر بطارية الأجهزة المحمولة.

في النهاية، توفر الخلايا الصغيرة تغطية خلوية عالية الجودة وآمنة في الداخل والخارج ممّا يكمل الشبكة الكلية لتتطوير التغطية وإضافة السعة المستهدفة ودعم الخدمات الجديدة وتجارب المستخدمين.