اقرأ في هذا المقال
- أساسيات الوصلات الراديوية الثابتة
- أنواع وصلات الراديو الثابتة
- كيفية استخدام روابط الراديو كقنوات إنتاج
- طريقة إعادة تكوين ارتباط الراديو في نظام الاتصال اللاسلكي
تُستخدم وصلات الراديو الثابتة بشكل متكرر لأغراض مختلفة داخل شبكات الاتصالات والبث إمّا على أساس دائم أو مؤقت، وعادةً ما يتعلق مبرر استخدام ارتباط لاسلكي بدلاً من ارتباط الألياف الضوئية أو السلكية بالجغرافيا أو الاقتصاد، كما يمكن استخدامها غالباً لتوفير روابط اتصالات ثابتة بين المحطات في شبكة تدعم خدمات مختلفة، مثل اتصالات الهاتف المحمول وتطبيقات داعمة مثل شبكات “البنية التحتية” أو “النقل اللاسلكي”.
أساسيات الوصلات الراديوية الثابتة
تم نشر الوصلات الراديوية الثابتة لعقود في جميع أنحاء العالم وفي كثير من الحالات بدون توحيد قياسي نظراً لأنّ التشريعات واحتياجات المشغلين تتغير بمرور الوقت، فقد يكون من الصعب أخذ كل هذه التطبيقات التاريخية في الاعتبار أثناء العمل على التوحيد القياسي، ومنذ سنوات عديدة يهدف المصنعون والمشغلون إلى تطوير ونشر معدات الوصلات الراديوية الثابتة التي تم توحيدها للسماح بإمكانية التشغيل البيني وإنشاء روابط لاسلكية بسرعة كبيرة.
كما يدعم توحيد معدات الوصلات الراديوية الثابتة تخطيط ونشر الوصلات بالإضافة إلى ضمان التعايش والحفاظ على جودة الروابط وتوفر الخدمة، ولطالما كان توحيد الروابط الراديوية الثابتة جزءاً من أنشطة التقييس منذ إنشاء المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات “ETSI”.
نظراً للطلب المتزايد باطراد على عرض النطاق الترددي لا تزال نطاقات التردد الجديدة مخصصة لاستخدام الوصلات الراديوية الثابتة، وهذا يضمن أنّ الشبكات الراديوية ستوفر الهدف اللازم في جزء النقل من الشبكة أي وصلات الربط والجزء الأمامي والميدول “midol”.
لتلبية احتياجات السوق تتولى مجموعة العمل “TM 4” التابعة للجنة الفنية الخاصة بالنفاذ والمحطات الطرفية والإرسال والمضاعفة “ATTM”، والتابعة للجنة الفنية “ETSI” مسؤولية العمل على مواصفات الأنظمة الراديوية من نقطة إلى نقطة ومتعددة النقاط، كما لا يشمل هذا العمل المعايير المنسقة فحسب بل يشمل أيضاً التقارير الفنية والمواصفات الفنية، وعلاوةً على ذلك فإنّ “TM 4” على اتصال وثيق مع “CEPT / ECC” والاتحاد الدولي للاتصالات والمفوضية الأوروبية من أجل مزامنة الأنشطة.
توفر نطاقات الموجات المليمترية “30 جيجاهرتز” إلى “300 جيجاهرتز” كميات هائلة من النطاق الترددي غير المستغل، وبالإضافة إلى المزيد من الطيف للإرسال اللاسلكي مقارنة بالنطاقات المنخفضة وعرض النطاق الترددي للقناة الأوسع مع سعة تشبه الألياف، وكمصدر لمصدر طيف غير مستغل إلى حد كبير من المتوقع أن تكون تقنيات الموجات المليمترية عاملاً تمكينياً رئيسياً للاتصالات المتنقلة في المستقبل.
تدرس مجموعة مواصفات الصناعة “ISG” الخاصة بنقل الموجات المليمترية “mmWT” كيف يمكن لتقنية “mmWT” الحالية وتطورها أن ترضي تطبيقات الوصول المستقبلية، مثل “5G” والوصول اللاسلكي الثابت في الإطار الزمني لما بعد عام 2020، وهذا يأخذ في الاعتبار الوصول الجديد للهاتف المحمول والثابت المتطلبات من حيث الهياكل ومعدلات البيانات والكمون والمدى.
تُستخدم الوصلات اللاسلكية بشكل أساسي من قبل مشغلي الهواتف الثابتة والمتنقلة والمذيعين والمرافق العامة وخدمات الطوارئ لتوفير سعة الإرسال والشبكات، ولتوفير التكرار والنسخ الاحتياطي للشبكات الأخرى، كما يستخدم بعض المشغلين روابط الراديو كبديل اقتصادي للخطوط المؤجرة والألياف الضوئية، حيث تتوفر أحدث المخططات النطاقية.
- “ETSI” هي اختصار لـ “European Telecommunications Standards Institute”.
- “ATTM” هي اختصار لـ “Access Terminals Transmission and Multiplexing”.
- “CEPT” هي اختصار لـ “Conference European of Postal and Telecommunications”.
- “ECC” هي اختصار لـ “Electronic Communications Committee”.
- “FRL” هي اختصار لـ “fixed radio links”.
أنواع وصلات الراديو الثابتة
تُستخدم الوصلات من نقطة إلى نقطة “PP” عادةً لتوصيل شبكة النفاذ الراديوي وكذلك داخل شبكات الاتصالات الأساسية وكوصلات مساهمة في البث والتوزيع، ويمكن استخدامها أيضاً كخلايا صغيرة لإعادة الاتصال داخل شبكات الوصول المحلية لربط نقاط الوصول مثل نقاط اتصال “LAN” اللاسلكية وخلايا “femto” بالشبكة الأساسية، كما يمكن استخدامها أيضاً في تطبيق “CRAN” الذي يوفر الاتصال بشبكات “fronhaul” و”midhaul”.
عادةً ما تُستخدم الروابط من نقطة إلى عدة نقاط “PMP” داخل شبكات الوصول ممّا يمكّن مشغلي الشبكات من تقديم الخدمات دون الحاجة إلى تثبيت الكابلات التقليدية، حيث توفر طوبولوجيا الشبكة من نقطة إلى نقاط متعددة مسار اتصال على قناة راديو واحدة لكل قطاع من نقطة مركزية واحدة إلى عدد من المطاريف، حيث يوجد المستخدمون ويمكن تقديم كل موقع مستخدم مباشرة من الموقع المركزي أو عبر مكرر راديو واحد أو أكثر.
توفر الروابط متعددة النقاط إلى متعددة النقاط “MPMP” والتي تسمى أحياناً الشبكات المعشقة مسارات اتصال بين عقد النظام المختلفة، حيث يكون لكل عقدة مسار اتصال مع عدد قليل من جيرانها القريبين كما تشترك هذه المسارات في عدد محدود من قنوات الراديو، وستكون معظم العقد في مواقع طرفية للمستخدم بينما قد تكون واحدة أو أكثر من العقد مرتبطة بواجهة شبكة أساسية.
- “LAN” هي اختصار لـ “Local Area Network”.
- “PP” هي اختصار لـ “point-to-point”.
- “PMP” هي اختصار لـ “point-to-multi point communication”.
- “MPMP” هي اختصار لـ “multipoint point-to-multi point”.
- “CRAN” هي اختصار لـ “Centralized Radio Access Network”.
كيفية استخدام روابط الراديو كقنوات إنتاج
يمكن استخدام ارتباطات الراديو لرسم بيانات الإشارة دون استخدام قناة ناتج، ولكن فقط لرسم بيانات نهاية التشغيل وليس أثناء وقت التشغيل، وهذا مفيد في الموقف المحدد حيث تقوم بتشغيل محاكاة الرئيس والفرع.
طريقة إعادة تكوين ارتباط الراديو في نظام الاتصال اللاسلكي
يتم توفير طريقة لتمكين جهاز المستخدم من إعادة تكوين ارتباط لاسلكي في نظام اتصال لاسلكي، كما تتضمن الطريقة تلقي رسالة إعادة تكوين ارتباط لاسلكي بواسطة طبقة أعلى، وطلب طبقة سفلية للاستجابة لرسالة إعادة تكوين الارتباط الراديوي وتكوين رسالة استجابة لرسالة إعادة تكوين الارتباط الراديوي، ورسالة الاستجابة التي يمكن فك تشفيرها بواسطة الطبقة السفلية وإرسال الاستجابة رسالة.
تم نشر نظام متنقل لمشروع شراكة من الجيل الثالث “3GPP” يعتمد على تقنية الوصول اللاسلكي لتقسيم الشفرات العريضة “WCDMA” على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم، كما يوفر الوصول عالي السرعة لحزم الوصلة الهابطة “HSDPA” والذي يعد خطوة أولى في تطور “WCDMA” ولـ “3GPP” تقنية وصول لاسلكي تتمتع بقدرة تنافسية عالية.
ومع ذلك نظراً لأنّ تكنولوجيا الوصول إلى الراديو تم تطويرها باستمرار في ضوء متطلبات وتوقعات المستخدمين والموردين، فإنّ تطوير تقنية جديدة في “3GPP” مطلوب لزيادة القدرة التنافسية، وهناك حاجة إلى تكلفة منخفضة لكل بت وزيادة توافر الخدمة والاستخدام المرن لنطاق تردد وبنية بسيطة وواجهة مفتوحة واستهلاك كافٍ للطاقة لمعدات المستخدم.
يختلف نظام الاتصال اللاسلكي عن نظام الاتصال السلكي في أّن جهاز المستخدم يتحرك، ووفقاً لذلك عند إنشاء نظام الاتصال اللاسلكي من الضروري مراعاة تنقل معدات المستخدم، كما يمكن لنظام الاتصالات اللاسلكية التعامل مع الموقف الذي تنتقل فيه معدات المستخدم من منطقة إلى منطقة أخرى أو تتعامل مع بيئات لاسلكية مختلفة.
بالإضافة إلى ذلك يجب تحديث ارتباط لاسلكي بين الشبكة وجهاز المستخدم بناءً على طلبات المستخدم المحتاج، وعند الحاجة إلى تغيير تكوين الارتباط الراديوي يتعين على طبقة التحكم في الموارد الراديوية “RRC” لإدارة التحكم في مورد الراديو أو الطبقة السفلية إرسال المعلومات بسرعة؛ لتكوين ارتباط لاسلكي جديد بجهاز المستخدم واستقبال المعلومات بسرعة من جهاز المستخدم .
- “WCDMA” هي اختصار لـ “Wideband Code Division Multiple Access”.
- “HSDPA” هي اختصار لـ “High Speed Downlink Packet Access”.
- “3GPP” هي اختصار لـ “3rd Generation Partnership Project”.
- “RRC” هي اختصار لـ “Radio Resource Control”.
