اقرأ في هذا المقال
- ما هي شبكات التوزيع السلبية
- مبدأ عمل شبكة التوزيع السلبي
- أساسيات شبكات التوزيع السلبية
- كيفية تحسين أداء شبكة التوزيع السلبي
في إشارات الأنظمة المنفعلة المعروفة من مصدر مركزي وعلى سبيل المثال يتم الجمع بين محطة الإرسال والاستقبال الأساسية (BTS) أو العقدة (B) أو مكرر الهواء، عبر نقطة ربط (POI) ويتم تغذيتها مباشرة إلى نظام توزيع محوري، ويمكن أن يتكون نظام التوزيع المحوري من كابلات متحدة المحور ومقارنات ومقسمات تردد لاسلكي.
ما هي شبكات التوزيع السلبية
شبكات التوزيع السلبية: هي شبكات مصممة لقبول الطاقة السائبة من نظام النقل وتوزيعها على العملاء وحل مشكلة التحكم في الوقت الحقيقي في مرحلة التخطيط.
- “BTS” هي اختصار لـ “Base Transceiver Station”.
- “POI” هي اختصار لـ “Point of Interconnection”.
مبدأ عمل شبكة التوزيع السلبي
يغذي نظام التوزيع السلبي هذا نظام هوائي موزع (DAS) يتكون من هوائيات أو كابلات مشعة، ومع ذلك تنشأ المشاكل التالية من الأنظمة الخاملة المعروفة، ويتم تقييد منطقة التغطية اعتماداً على مستوى طاقة الخرج للمعدات النشطة والخسائر السلبية العالية لشبكة التوزيع المنفعل و(DAS)، ويجب تعويض خسائر البنية التحتية للتوزيع بمستوى طاقة ناتج مرتفع للمعدات النشطة وعلى سبيل المثال مصدر الإشارة.
علاوة على ذلك فإنّ توسيع هذه الأنظمة إلى مناطق تغطية أكبر أمر معقد لأنّه يجب تثبيت موقع (BTS) أو (Node B) ثانٍ في مناطق محصورة، وعلى سبيل المثال في مبنى بالإضافة إلى طوبولوجيا توزيع مستقلة ثانية، وبالإضافة إلى ذلك يجب اختيار التحسين القطاعي والقدرات بعناية أثناء تصميم النظام ولا يمكن تغيير التقسيم داخل المبنى بعد التثبيت.
هناك مشكلة أخرى للأنظمة المنفعلة المعروفة وهي أنه اعتمادًا على تخصيص التردد للخدمات الخلوية ويلزم بذل جهد كبير لترشيح الترددات الراديوية في حالة الخدمات الحدودية، كما لا يمكن توزيع الخدمات المتداخلة إلّا إذا تم استخدام البنى التحتية الفردية؛ لنطاقي الوصلة الصاعدة (UL) والوصلة الهابطة (DL) أو مزيج منهما، أي في هذه الحالة تُستخدم شبكتان منفصلتان لإرسال مجموعات مناسبة من نطاقات التردد الراديوي (UL) و(DL).
- “DAS” هي اختصار لـ “Distributed Antenna System”.
- “UL/DL” هي اختصار لـ “Upload/Download”.
أساسيات شبكات التوزيع السلبية
في إشارات الأنظمة النشطة المعروفة من مصدر إشارة وعلى سبيل المثال يتم الجمع بين (BTS) أو (Node B) أو مكرر خارج الهواء عبر نقطة اتصال بيني، ويتم توزيعها في شبكة (RF) تشتمل على كابلات وهوائيات وعلى غرار الأنظمة المنفعلة، كما يتم تعويض خسائر التردد الراديوي في الغالب في مضخمات ثنائية الاتجاه أو شلالات مكبر للصوت، وعلى سبيل المثال اعتمادًا على حجم الشبكة.
في الحالات المعقدة لتوزيع الترددات تُستخدم شبكات فردية لوحدات (UL) و(DL) أو توليفة من كليهما، ومع ذلك تنشأ المشاكل التالية من الأنظمة النشطة المعروفة، ويجب تعويض خسائر التردد الراديوي في البنية التحتية للتوزيع بمستوى طاقة خرج مرتفع للمعدات النشطة، كمكبرات الصوت ثنائية الاتجاه وبالنسبة للعديد من الخدمات، يجب دمج مكبرات الصوت ثنائية الاتجاه مع عناصر مرشح إضافية (انتقائية للنطاق).
ومع ذلك ينتج عن هذا الحل تكاليف عالية وبالتالي يجب تحسين عدد مكبرات الصوت ثنائية الاتجاه والنتيجة هي الحاجة إلى بنية تحتية متطورة للترددات الراديوية مع فقد تردد لاسلكي منخفض، وبالإضافة إلى ذلك في معظم الأنظمة النشطة المعروفة يتم إنشاء التكوينات البينية التي يصعب تجنبها.
وفي إشارات الأنظمة الهجينة المعروفة من مصدر إشارة وعلى سبيل المثال يتم الجمع بين (BTS) أو (Node B) أو مكرر خارج الهواء عبر نقطة اتصال وتغذية وحدة رئيسية، والتي تتضمن تحويل إشارة (RF) التماثلية إلى إشارة بصرية في (DL)، ومن خلال استخدام الألياف الضوئية والوحدات الكهروضوئية المحددة يتم تجنب خسائر (RF) العالية في شبكات (RF) الكبيرة ويمكن التغلب على مسافات كبيرة.
يتم توزيع الإشارة الضوئية عبر الألياف الضوئية في المنطقة المحصورة، وتقوم وحدة التحكم عن بعد بإعادة تحويل الإشارة الضوئية إلى إشارة التردد اللاسلكي الأصلية، والتي يتم تضخيمها بعد ذلك ويتم توزيع إشارة التردد الراديوي المضخمة عبر (DAS) السلبي، وبالنسبة إلى (UL) ويعمل النظام بالعكس بما في ذلك التحويل اللاسلكي إلى التحويل البصري في الوحدة البعيدة، والتحويل البصري إلى التردد اللاسلكي في الوحدة الرئيسية.
ومع ذلك تنشأ المشاكل التالية من الأنظمة الهجينة ونظرًا لتوزيع إشارة الألياف الضوئية وبسبب تكاليف التركيب الباهظة للألياف الضوئية يلزم بذل جهد كبير في التركيب، وبالمقارنة مع الأنظمة المنفعلة يجب تنفيذ نفس الجهد لتصفية التردد اللاسلكي في الوحدات البعيدة، من أجل عزل الوصلة الصاعدة والوصلة الهابطة للأنظمة، وعلاوة على ذلك غالباً ما يكون تصميم الأنظمة متعددة الخدمات ممكناً فقط عن طريق موازاة كل خدمة من أجل تجنب التداخلات.
علاوة على ذلك تنتج الأنظمة الضوئية ضوضاء عالية للنظام ممّا يقلل النطاق الديناميكي للنظام، وبالإضافة إلى ذلك من الصعب تحسين النطاق الديناميكي للنظام بين قيود الضوضاء والتشكيلات البينية، وبناءً على ذلك تحتاج جميع حلول الأنظمة التماثلية إلى تسوية دقيقة للإشارة؛ لتوفير قدرة مشعة كافية للتغطية المطلوبة ولتجنب التشكيلات البينية في نهاية المطاف بسبب الاحتمال المفرط للوحدات النشطة.
بالإضافة إلى ذلك فإنّ امتدادات الشبكة معقدة في الغالب بسبب إعادة التشكيل وتسوية الإشارة الجديدة وبالتالي فإن الهدف هو توفير نقل إشارة محسّن في شبكة تردد لاسلكي تتجنب التشكيلات البينية، ويقلل من الجهد المبذول لتشغيل الشبكة واختبارها عند تركيب الشبكة لأول مرة وعند توسيع الشبكة.
- “RF” هي اختصار لـ “Radio Frequency”.
كيفية تحسين أداء شبكة التوزيع السلبي
تنقل محطات الطاقة المستخدمة تقليديًا الكهرباء عبر مسافات طويلة إلى المحطات الفرعية، ويقبل المستخدمون النهائيون الطاقة الكهربائية من المحطة الفرعية عبر الشبكات السلبية، وهذه الشبكات عبارة عن شبكات توزيع من النوع الشعاعي ويتم تغذيتها بمحطة فرعية واحدة فقط، أي لا يوجد بديل للنسخ الاحتياطي.
وبالتالي في نظام التوزيع الشعاعي (RDS) تتدفق الطاقة الكهربائية بشكل أحادي وبسبب ارتفاع نسب R / X) وتنشأ مشاكل مثل استقرار الجهد المنخفض وانخفاض الجهد الكبير وفقدان الطاقة الكبير، وفي ظل ظروف التحميل القاسية وتظهر أيضاً مشكلات مثل انهيار الجهد، والحل القابل للتطبيق هو نشر (DG) في شبكات التوزيع لكنّ (DG) يتطلب التثبيت المناسب لتحسين الموقع المناسب وحجمه.
تم استخدام العديد من الأساليب في الماضي من قبل المؤلفين لمواضع (DG)، ومن بين كل ذلك فإنّ التقنيات سريعة ويمكن إجراء التغيير ببساطة، ولا يمكن أن تحل سوى تقنية تحسين واحدة كل أنواع مشاكل التحسين، وأداؤهم يختلف من مشكلة إلى أخرى وهناك دائمًا حاجة لاختبار تقنيات التحسين المختلفة للعديد من المشكلات الهندسية العملية.
يتم التحقق من صحة كل من هذه الخوارزميات على معيار (33 حافلة RDS)، وتتمثل الوظائف الموضوعية في تقليل فقد الطاقة النشطة وانحراف جهد العقدة في شبكة التوزيع السلبي، كما تتم اعتماد تقنيات الحلول المختلفة المطبقة على حل تكامل DG في نظام التوزيع ومقارنتها مع النتائج التي تم الحصول عليها.
- “RDS” هي اختصار لـ “Remote Data Services”.
