الخلايا الصغيرة في شبكات الجيل الخامس 5G

يتم تشغيل شبكات (5G) بواسطة خلايا صغيرة أي أعمدة قاعدة مكثفة يتم إعدادها كل بضع مئات من الأقدام وستوفر منطقة بها وحدات الهوائي لعملاء (5G) المتنقلين خدمات بيانات موثوقة، وتسليمًا مستمرًا للبيانات وبالتالي لتوفير احتياجات خدمات الجيل التالي مثل المدن الذكية والطب عن بعد وإنترنت الأشياء ومن الضروري التأكد من تركيبها بكثافة مناسبة.

خصائص خلايا الاتصالات

إنّ صغر حجمها يجعل الخلايا خالية من الإجهاد لتثبيتها على أشياء مثل: أعمدة الإنارة والأكشاك واللوحات الإعلانية وعلى جوانب المباني بطريقة سرية، حيث في بعض المناطق كان الحصول على الموافقة التقسيمية اللازمة لوضعهم أمرًا صعبًا ولكنّ التقدم جارٍ، وعلى سبيل المثال يتم تبسيط طرح البنية التحتية لشبكة الجيل الخامس.

يمكن أن يستغرق تجميع الخلايا الصغيرة ما لا يقل عن (30 دقيقة)، ممّا يسهل على موفري خدمات الاتصال (CSPs) تلبية الطلب المتزايد على حركة البيانات بسرعة أكبر وفعالية من حيث التكلفة، كما يسمح التركيز العالي للشبكة الخلوية الصغيرة أيضًا لمطوري الشبكات بالاستهداف المنطقي لنقاط الاستخدام الفعالة استنادًا إلى مجموعة متنوعة من المعلمات، مثل متطلبات السعة والتغطية والمستخدمين ذوي القيمة العالية وميل العملاء.

كما ينبغي أن تسمح لمقدمي الطاقة الشمسية المركزة بالوصول إلى استخدام أكثر تحديدًا وفعالية للطيف حيث من المحتمل أن يلعب هذا النوع من الشبكات اللاسلكية، دورًا مهمًا في تحسين حركة المرور من أبراج الشبكة الحالية وعلى سبيل المثال تعني منطقة البث القصيرة (5G) أنّه يمكن إعادة استخدام الترددات المماثلة، والتي تستخدمها خلية صغيرة واحدة للاتصال بأجهزة العملاء في منطقة مختلفة لخدمة العملاء الآخرين.

ملاحظة:“CSP” هي اختصار لـ “Communication service providers”.

نظام توزيع الخلايا الصغيرة 5G

• تعمل الخلايا الصغيرة مثل الخلايا المنشأة بتقنيات تقدمية مثل تشكيل الحزمة وموجات للإرسال.

• يمكن استخدام الخلايا الصغيرة وتقنية (5G) لنشر محطات الإرسال منخفضة الطاقة بشكل فعال.

• يتم إنشاء وحدات أجهزة (5G) صغيرة الخلايا لتقليل التعقيد ممّا يجعل التنفيذ سريعًا وسلسًا.

• مع العديد من التطبيقات الداخلية والخارجية يمكن أن تكون محطات أو أجهزة الإرسال ذات الخلايا الصغيرة (5G) مثبتة على الحائط في الداخل، مع أبراج صغيرة وأعمدة مصابيح متاحة للاستخدام في الهواء الطلق.

• لسهولة الاستخدام يتم إنشاء وصلات التوصيل الخلفي الخاصة بهم باعتماد توصيلات الألياف والأسلاك والميكروويف ممّا يجعل الإعداد الحالي أقل تعقيدًا من الإصدارات السابقة.

• مع وجود الأبراج الخلوية التي تقتصر على الطيف ذي المستوى الأدنى سيتعين على مشغلي شبكات الجيل الخامس في المناطق الحضرية الاعتماد على البنية التحتية الدقيقة الناشئة، مثل الخلايا الصغيرة وتكنولوجيا الجيل الخامس وجنبًا إلى جنب مع البنية التحتية الكلية التقليدية مثل أبراج الجيل الخامس.

• ومع ذلك فإنّ بعض القيود التي تنطبق على الصواري التقليدية تنطبق أيضًا على خلايا (5G) الصغيرة.

ما الفرق بين الخلايا الصغيرة 4G و5G

• يعمل (4G) بطريقة مشابهة تمامًا لشبكة (3G) ولكن بشكل أسرع، كما يعتمد (4G) بالكامل على (IP) والذي يستخدم بروتوكولات الإنترنت للبيانات الصوتية.

• تتيح شبكة (4G) تغطية لاسلكية تصل إلى عدة أماكن لم تتم خدمتها مطلقًا باستخدام شبكة الجيل الثالث.

• يوفر (4G) اتصالاً أسرع من خلال دفق الفيديو والبريد الإلكتروني والشبكات الاجتماعية وغيرها الكثير.

• الخلايا الصغيرة هي مستقبل شبكات التطور طويل المدى (LTE).

• أهم شبكات (4G) هي الشبكة غير المتجانسة (HetNet)، حيث بمساعدة (HetNet) تم تنظيم شبكة الهاتف المحمول بطبقات من الخلايا الصغيرة (Small) والكبيرة.

• (5G) قادرة على دعم ملايين الهواتف الذكية بسرعات فائقة، كما أنّه لديها الإمكانية على تحسين حياة الناس في جميع أنحاء العالم.

• تهدف تقنيات (5G) إلى تعزيز الخدمات ذات المهام الحرجة التي لها تأثير على سلامة الخدمات وحمايتها.

• سرعة (5G) أعلى (20) مرة من (4G LTE)، حيث تكون سرعة (4G LTE) حوالي (1 جيجابايت في الثانية) بينما تكون سرعة (5G) حوالي (20 جيجابايت في الثانية).

• تعمل (5G) في نطاق طيف راديوي عالي التردد.

• ستعتمد شبكة (5G) على تقنية المواقع الخلوية الصغيرة مع هوائيات قريبة من (500) قدم لأنّ الإشارات عالية التردد يصعب نقلها عبر المسافات وعبر الأشياء وهناك ثلاثة أنواع من خلايا (5G) الصغيرة.

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

ما هي شبكات الخلايا الصغيرة 5G

الخلايا الصغيرة هي المعيار الجديد في شبكات التنقل اللاسلكي، حيث يعتمدها مشغلو شبكات المحمول (MNOs) لبناء شبكات (5G) الخاصة بهم وتكثيف شبكاتهم الحالية، والخلايا الصغيرة هي محطات قاعدية مدمجة ومنخفضة الطاقة تعمل في نطاق واسع من الترددات اعتمادًا على التكنولوجيا المدعومة.

وعادةً ما يكون نطاق تغطية عقد الوصول اللاسلكي منخفض الطاقة هذه من (30 قدمًا) إلى عدة مئات من الأقدام، وأصبحت حلاً قابلاً للتطبيق للتخفيف من ازدحام الشبكة من خلال توفير احتياجات التكثيف وأدت متطلبات تكثيف الشبكة وخاصة (5G) إلى تطوير الخلايا الصغيرة، حيث أصبحت احتياجات التغطية والسعة من المشاكل الحرجة.

نظراً للكثافة المطلوبة والموضع الحرج للخلايا الصغيرة أصبحت خبرة الشبكة الموزعة الواسعة أحد الأصول لمشغلي شبكات الجوال في جهودها لضمان شبكة خلوية صغيرة جيدة التصميم، توفر المرونة والموثوقية وقابلية التوسع وعامل الشكل الصغير واستخدام الطاقة المنخفض والمخاوف الجمالية الأقل، والأداء من فئة الناقل ليست سوى بعض السمات الرئيسية التي تجعل الخلايا الصغيرة حلاً مثاليًا لتلبية احتياجات تكثيف الشبكة (MNO) والمؤسسات والأماكن.

يمكن تثبيت الخلايا الصغيرة بسهولة نسبيًا وتوفيرها لتفريغ حركة مرور البيانات والفيديو من شبكة الماكرو وتوفير اتصال محمول أساسي ومتقدم للمستخدمين في مناطق جغرافية وتغطية معينة، وعلى المستوى التقني تعمل هذه الخلايا الصغيرة على تقريب الشبكة من المستخدم.

في حين أنّ شبكات الماكرو القديمة قد تغطي منطقة تغطية أوسع في دائرة نصف قطرها عدة أميال، يمكن للخلايا الصغيرة أن تخدم بشكل أفضل مناطق حركة مرور عالية، وتضمن قدرة موثوقة للنطاق العريض المتنقل لتلبية احتياجات مستعملي البيانات اليوم.

مبدأ عمل شبكات الخلايا الصغيرة

عندما يتم تصميمها وبناؤها بشكل صحيح تنشئ الخلايا الصغيرة شبكة عالية السعة لزيادة الإنتاجية بشكل كبير لكل مستخدم وعرض النطاق الترددي للشبكة، والنتيجة هي شبكة خلوية صغيرة قابلة للتطوير ومرنة وعالية السعة يمكن تصميمها وهندستها؛ لخدمة النقاط الساخنة من خلال اتصال النطاق العريض المتنقل المتقدم.

عادةً ما يتم وضع الخلايا الصغيرة في الهواء الطلق على البنية التحتية الحالية مثل أعمدة المرافق أو الهاتف أو مصابيح الشوارع أو أعمدة إشارات المرور، والتي توفر كثافة عالية من المواقع المحتملة لتركيب الخلايا الصغيرة، كما يتم إجراء ما يقرب من أربعة من كل خمسة مكالمات هاتفية في الداخل ولكن غالبًا ما يتدهور أداء الشبكة في الداخل، حيث يتم تشويه الإشارات اللاسلكية بواسطة الجدران والأشياء والهياكل الأخرى.

في الوقت الذي يقوم فيه المستخدمون باستخدام الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية أكثر من أي وقت مضى في أعمالهم واستخداماتهم الشخصية، توفر معماريات الخلايا الصغيرة الهيكل الأمثل لمعالجة مخاوف التغطية والسعة وحل احتياجات تكثيف الشبكة لـ (MNO) في سعيهم لتوفير أفضلية تجربة المحمول لمستخدميها.

ملاحظة:“MNO” هي اختصار لـ “Mobile Network Operator”.

في النهاية، يتم توفير إشارة نطاق ترددي أعلى وتوسيع التغطية لمزيد من المستخدمين وسيتعين على تقنية (5G) استخدام مفهوم الخلية الصغيرة، يتعين على تقنية (5G) معالجة العديد من التحديات من حيث سرعة البيانات والموثوقية ومواصفات زمن الوصول.