الوصول اللاسلكي الثابت FWA

يستمر الطلب على النطاق العريض في النمو بوتيرة مذهلة، وتزيد التطبيقات المكثفة للنطاق الترددي الجديدة مثل فيديو “8K” والواقع الافتراضي والواقع المعزز والحوسبة السحابية من تفاقم المشكلة، وتُعد تقنيات النطاق العريض الحالية مثل الألياف الضوئية والكابلات مناسبة تماماً لتلبية هذا الطلب المتزايد.

ما هو الوصول اللاسلكي الثابت FWA

الوصول اللاسلكي الثابت (FWA): هو طريقة لتوفير التوصيل اللاسلكي من خلال روابط لاسلكية بين نقطتين ثابتتين، كما إنّ اللاسلكي الثابت هو وسيلة لتوفير الوصول إلى الإنترنت اللاسلكي للمنازل أو الشركات دون مد الألياف والكابلات لتوفير اتصال الميل الأخير، ويمكّن مشغلي الشبكات من توفير نطاق عريض فائق السرعة للمناطق شبه الحضرية والريفية، حيث تكون تكلفة مد الألياف أو صيانة خطوط الألياف باهظة للغاية.

كما يُعد الوصول اللاسلكي الثابت (FWA) بأنّه عملية توفير النطاق العريض اللاسلكي باستخدام وصلات الراديو بين نقطتين ثابتتين، كما يعد اللاسلكي الثابت طريقة بديلة لتوفير الوصول إلى الإنترنت اللاسلكي للمنازل أو الشركات مع التخلص من الحاجة إلى التوصيلات المادية أي خطوط الهاتف أو الكابلات أو الألياف.

• “FWA” هي اختصار لـ “Fixed-Wireless-Access”.

أساسيات الوصول اللاسلكي الثابت FWA

يتطلب توصيل الألياف إلى المنزل تمزيق الشوارع والأرصفة والأمر الذي قد يكون مكلفاً أو ليس خياراً قابلاً للتطبيق لتقسيم المناطق في أحياء معينة، وبالإضافة إلى ذلك يمكن أن تكون “FTTx” أيضاً باهظة التكلفة في المناطق ذات الكثافة السكانية المنخفضة، لذلك يبحث المشغلون عن وسائل بديلة لتقديم النطاق العريض بسرعات من الدرجة الليفية باستخدام أحدث التقنيات اللاسلكية الثابتة.

كما أنّ التقنيات اللاسلكية الثابتة “LTE” و”WiMAX” كانت موجودة منذ بعض الوقت، ومع ذلك فإنّ هذه التقنيات غير فعالة من الناحية الطيفية ومكلفة للنشر، وغير قادرة على توفير السرعات اللازمة للتنافس مع اتصالات النطاق العريض السلكية، كما يمكن أن يصل الجيل التالي من التكنولوجيا اللاسلكية الثابتة القائمة على “5G” إلى معدلات البيانات بترتيب عدة جيجابت في الثانية، ضمن نطاق تقنية “FTTx” الحالية.

سيأتي جزء كبير من التحسن في معدلات البيانات بين “5G” والتقنيات الأقدم من زيادة السعة الطيفية كما يمكن أنّ تستخدم الشبكات اللاسلكية الثابتة “5G” نطاقات الموجات المليمترية، أي “28 جيجاهرتز” و”37 جيجاهرتز” و”39 جيجاهرتز”، حيث تتوفر أجزاء أكبر من الطيف المتجاور للاستخدام.

بالإضافة إلى زيادة الطيف يتم أيضاً تصميم شبكات “5G” لزيادة الكفاءة الطيفية بأوامر من حيث الحجم عند مقارنتها بأسلافها من الجيل الرابع، كما ستعمل تقنيات الهوائي المتقدمة مثل “MIMO” الضخمة وتشكيل الحزمة وتتبع الحزم كعوامل تمكين رئيسية.

• “FTTx” هي اختصار لـ “Fiber-to-the-X”.

• “LTE” هي اختصار لـ “Long-Term-Evolution”.

• “WiMAX” هي اختصار لـ “Worldwide-Interoperability-for-Microwave-Access”.

• “MIMO” هي اختصار لـ ” Multiple-In-Multiple-Out”.

التحديات اللاسلكية الثابتة في FWA

الإرسال الراديوي في نطاقات الموجات “mmwave” هو بطبيعته ضياع، وكما أنّها شديدة الحساسية للتغيرات البيئية، كما يجب أن يخطط مقدمو الخدمة لأحجام أصغر للخلايا ممّا سيؤدي إلى زيادة تكلفة البنية التحتية لكل أسرة تم تمريرها، وتهدف تقنيات “Beamforming” و”MIMO” الضخمة إلى التخفيف من بعض هذه المشكلات، ومع ذلك فإنّ هذه التقنيات معقدة ومكلفة.

ستتطلب خسائر الانتشار العالية أيضاً أن تقوم البوابة الداخلية للعميل والمعروفة أيضاً باسم معدات فرضية العميل بإشعاع مستويات أعلى من الطاقة الراديوية للحفاظ على ارتباط مقبول، كما يجب تطوير تقنيات جديدة للحفاظ على السلامة الكافية من التعرض للترددات الراديوية.

يجب على الهيئات التنظيمية الحكومية والمحلية تخفيف قيود تقسيم المناطق لتسريع قدرة المشغلين على تركيب وحدات لاسلكية في الأحياء، كما قد تؤدي دورات الموافقة الطويلة على تقسيم المناطق إلى مزيد من تآكل دراسة الجدوى.

سيتعين على الحكومات ومقدمي الخدمات ومصنعي المعدات وبائعي أشباه الموصلات أن يتحدوا جميعاً حول معيار “5G” واحد ضمن مجموعة من الأطياف المنسقة عالمياً، كما سيمكّن التوحيد القياسي نظاماً بيئياً قوياً للعديد من البائعين ممّا يساعد على خفض التكاليف.

ومن المهم ملاحظة أنّ تقنية “5G” اللاسلكية الثابتة لا تقتصر على الوسائل الأخرى لتقديم نطاق عريض عالي السرعة، كما يمكن أن تتعايش كابلات الألياف الهجينة اللاسلكية الثابتة و”xDSL” و”FTTx” مع بعضها البعض ممّا يسمح لمزودي الخدمة بالاختيار من بين مجموعة واسعة من الخيارات، وبناءً على الجغرافيا واحتياجات العملاء والجدوى التجارية.

• “xDSL” هي اختصار لـ “Services.-Digital-Subscriber-Lines”.

الجيل الخامس من FWA

يسمح ظهور “5G” لتكنولوجيا الهاتف المحمول بالتقاطع مع متطلبات خدمات الخطوط الثابتة، كما يتيح الوصول اللاسلكي الثابت “FWA” لمشغلي الشبكات تقديم نطاق عريض فائق السرعة إلى الضواحي والمناطق الريفية ممّا يدعم التطبيقات المنزلية والتجارية، حيث يكون وضع الألياف وصيانتها باهظ التكلفة.

إنّ تكلفة وتعقيد تقديم النطاق العريض الثابت يشكل تحدياً مستمراً لنشر خدمات البيانات عالية السرعة بينما حاولت تقنيات مثل “WiMAX” تجاوز الحلقة المحلية أو منع خندق الألياف، وفشلت هذه المبادرات إلى حد كبير في المقام الأول لأنّها طالبت ببنية تحتية جديدة تماماً للتراكب ومعدات مملوكة، وفي المقابل يستخدم الوصول اللاسلكي الثابت “5G FWA” بنى “3GPP” قياسية ومكونات متنقلة مشتركة لتقديم خدمات النطاق العريض فائقة السرعة للمشتركين المقيمين وعملاء المؤسسات.

ونظراً لوجود راديو جديد في الطول الموجي المليمتر “mmWave” يمكن أن يوفر “5G FWA” بديلاً تنافسياً لخطوط “DSL” الثابتة والكابلات والألياف، كما يوفر هذا الوسائل التي يمكن من خلالها للمستهلكين في الضواحي والريف الحصول على عرض النطاق الترددي المطلوب لدعم خدمات البث عالية الوضوح والوصول إلى الإنترنت عالي السرعة.

• “3GPP” هي اختصار لـ “3rd-Generation-Partnership-Project”.

مزايا FWA

فشلت مبادرات “FWA” السابقة بسبب طبيعة الملكية للتكنولوجيا التي وظفتها، وقد أدى ذلك إلى ضعف النظام البيئي لبائعي المعدات والدعم، ممّا أدى بالتالي إلى تقليل الخيارات التنافسية وزيادة الأسعار وعلى النقيض من ذلك، فإنّ النظام الإيكولوجي للمورِّد “5G” كبير بالفعل ويتزايد باستمرار، ومع إضافة معدات المستخدم المعيارية “UE” ومعدات الشبكات المتنقلة التي يمكن إعادة استخدامها في “FWA” بدون تعديل.

يمكن استخدام الوصول اللاسلكي الثابت “5G” في النطاقات السفلية من الطيف اللاسلكي لتقديم بديل للنطاق العريض السلكي بسرعة، وفي الأطوال الموجية المليمترية يمكن أن يوفر “5G FWA” مستوى من سعة عرض النطاق الترددي للخدمة يمكن مقارنته بالألياف الضوئية، كما تتيح هذه الحزم الضيقة أيضاً كثافة أعلى للمستخدمين دون التسبب في حدوث تداخل.

في حين أنّ تدخل “mmWave” من خلال مواد البناء الشائعة بما في ذلك الأنواع الأحدث من الزجاج منخفض، فإنّ معدات فرضية العميل “CPE” مع هوائي خارجي للمنزل أو المكتب يمكن أن تخفف بشكل كبير من تدهور الإشارة، وعلى عكس الحلقات المحلية السلكية لا يزال من الممكن تركيبها ذاتياً بسهولة من قبل المشتركين في الأعمال التجارية أو السكنية.

لتوفير أكثر من مجرد مسار للنطاق العريض المتنقل المحسن، فإنّ “FWA” المبني على نواة “5G” حقيقية يضع الأساس لعروض خدمة جديدة، كما تتطلب زمن انتقال منخفض مع طلب نطاقات تردد عالية ومن بين نطاقات التردد الأولية الثلاثة المتصورة حول العالم لغرض “5G”، فإنّ تلك الموجودة في نطاق جيجاهيرتز المتوسط ​​هي الأنسب للنفاذ اللاسلكي الثابت “FWA”.

يوفر نطاق “3.4 جيجاهرتز” – “3.8 جيجاهرتز” تغطية فائقة وإنتاجية معتدلة وهو مناسب لمناطق الضواحي أو المناطق الريفية منخفضة الكثافة، وفي حين أنّ الهوائيات الخارجية ستبقى مطلوبة فإنّ النطاق “24.25 جيجاهرتز” إلى “27.5 جيجاهرتز” مناسب لخدمة المناطق والمدن ذات الكثافة العالية في الضواحي.

• “CPE” هي اختصار لـ “Customer-premises-equipment”.

• “UE” هي اختصار لـ “user-equipment”.