اقرأ في هذا المقال
تم تعديل معدات النفاذ (TDD) بإدخال تغيير في التردد عند نقطة الحماية العادية (TDD)، مع فترات الوصلة الهابطة أو الصاعدة ذات الصلة لتخالف محطات المشترك الفردية لتشكيل أرتال متداخلة، بحيث تسمح المعالجة (Cyclo) ثابتة ومعادلة الكتلة، وتنسيق توقيت الرشقات بتعيين الحدود بين أجزاء الوصلة الهابطة والوصلة الصاعدة لكلا الرتلين بشكل ديناميكي، ممّا يحسن الكفاءة الطيفية.
أساسيات واجهة اتصالات TDD FDD
يتيح التبديل السريع للتردد داخل الفتحة المادية المخصصة مزامنة مشاركة الوقت والمحافظة على الترددات المخصصة بين محطات المشتركين، والتباعد المزدوج بين ترددات الوصلة الهابطة والوصلة الصاعدة لمحطات المشترك الفردية، جنباً إلى جنب مع الترشيح المتعمق للإشارات المستقبلة يمنع قوة إشارة الإرسال الزائفة خارج النطاق من الوصول إلى مستوى التداخل.
توفر أنظمة الوصول إلى الاتصالات الصوتية ونقل البيانات والوسائط المتعددة والتحكم بين المكتب المركزي (CO) لمزود خدمة الاتصالات ومقر المشترك، وقبل منتصف السبعينيات تم تزويد المشترك بخطوط هاتف كأزواج تردد الصوت (VF) مباشرة من معدات التحويل من الفئة 5، والموجودة في المكتب المركزي لشركة الهاتف.
تمت إضافة معدات ناقل الحلقة الرقمية (DLC) إلى بنية الوصول إلى الاتصالات، وقدمت معدات (DLC) واجهة هاتف تماثلية وشفرة صوتية، ومضاعفة بيانات رقمية وواجهة نقل وتحكم وإنذار عن بعد من المكتب المركزي إلى الخزائن الموجودة داخل مواقع العمل والسكن لحوالي (100 واجهة) إلى (2000 واجهة) خط هاتف.
كما قللت بنية الوصول الموزعة هذه بشكل كبير من أطوال الخطوط للمشترك وأدت إلى توفير كبير في كل من تركيب الأسلاك وصيانتها، وأدت أطوال الخطوط المخفضة أيضًا إلى تحسين أداء الاتصال على الخط المقدم إلى المشترك، وبحلول أواخر الثمانينيات أصبحت قيود اتصالات مودم البيانات عبر أزواج التردد الصوتي (VF) واضحة لكل من المشتركين ومقدمي خدمات الاتصالات.
تم تقديم الشبكة الرقمية للخدمات المتكاملة (ISDN) لتوفير خدمة شاملة تصل إلى (128 كيلو بت في الثانية) في شبكة الوصول، بحيث تعتمد واجهة المشترك على رقمنة (64 كيلوبت في الثانية) لزوج (VF) لتعدد الإرسال الرقمي في تدفقات إرسال رقمية عالية السرعة، وكانت (ISDN) امتداداً منطقياً للشبكة الرقمية التي تطورت خلال الثمانينيات.
- “TDD” هي اختصار لـ “Time Division Duplexing”.
- “ISDN” هي اختصار لـ “Integrated Services Digital Network”.
- “VF” هي اختصار لـ “velocity factor”.
- “DLC” هي اختصار لـ “Digital Loop Carrier”.
- “CO” هي اختصار لـ “central office”.
مبدأ عمل واجهة اتصالات TDD FDD
في الآونة الأخيرة أدى انفجار الإنترنت وتحرير صناعة الاتصالات السلكية واللاسلكية إلى ثورة في النطاق العريض تتميز بالطلب المتزايد بشكل كبير، على خدمات الصوت والبيانات على حد سواء وانخفاض التكاليف بشكل كبير بسبب الابتكار التكنولوجي والمنافسة الشديدة في سوق الاتصالات، ولتلبية هذه المطالب تم تطوير وتقديم أجهزة مودم خط مشترك رقمي (DSL) عالي السرعة ومودم كابل.
تم توسيع بنية (DLC) لتوفير النشر الموزع عن بُعد على مستوى الخزانة المجاورة باستخدام جهاز (DSL) وصول متعدد الإرسال (DSLAM)، وأدت معدلات البيانات المتزايدة المقدمة إلى المشترك إلى ترقية واجهات نقل (DLC / DSLAM) من واجهات (T1 / E1) أي (1.5 ميجابت في الثانية / 2.0 ميجابت في الثانية) إلى واجهات (DS3) و(OC3) عالية السرعة، وخضع العمود الفقري لشبكة الاتصالات السلكية واللاسلكية بالكامل ويخضع لعملية ترقية مستمرة إلى معدات الإرسال والتبديل الضوئية ذات النطاق العريض.
وبالمثل تم تطوير أنظمة الوصول اللاسلكية ونشرها لتوفير وصول عريض النطاق إلى كل من المباني التجارية والسكنية للمشتركين، وفي البداية كان سوق أنظمة الوصول اللاسلكي مدفوعاً بالمهاتفة الراديوية الريفية التي تم نشرها فقط لتلبية متطلبات الخدمة الشاملة، وكانت تكلفة توفير اتصال سلكي لنسبة صغيرة من المشتركين في المناطق الريفية عالية بما يكفي؛ لتبرير تطوير وتكلفة أنظمة الحلقة المحلية اللاسلكية ذات السعة الصغيرة (WLL).
أدى إلغاء تنظيم سوق الهاتف المحلي في الولايات المتحدة وعلى سبيل المثال قانون الاتصالات السلكية واللاسلكية لعام 1996م، وفي بلدان أخرى إلى تحويل تركيز نشر أنظمة الوصول اللاسلكي الثابت (FWA) من الوصول الريفي إلى الوصول المحلي التنافسي في المناطق الأكثر تحضراً، وبالإضافة إلى ذلك فإنّ تقدم البنية التحتية للهواتف السلكية القديمة، وعدم إمكانية الوصول إليها يجعل أنظمة النفاذ اللاسلكي الثابت (FWA) بديلاً فعالاً من حيث التكلفة؛ لتركيب بنية تحتية سلكية جديدة.
ومن الأكثر جدوى من الناحية الاقتصادية تركيب أنظمة (FWA) في البلدان النامية، حيث يكون اختراق السوق محدوداً، أي أن عدد المستخدمين الذين يمكنهم تحمل تكلفة الخدمات وكثافتهم يقتصران على نسبة صغيرة من السكان وبدء التشغيل السلكي لا يمكن أداء البنية التحتية بشكل مربح، وفي كلتا الحالتين يتطلب القبول الواسع لأنظمة النفاذ اللاسلكي الثابت (FWA) أن تفي جودة الصوت والبيانات لأنظمة النفاذ اللاسلكي الثابت أو تتجاوز أداء البنية التحتية السلكية.
- “DSL” هي اختصار لـ “Digital subscriber line”.
- “FWA” هي اختصار لـ “Fixed Wireless Access”.
- “WLL” هي اختصار لـ “Wireless local loop”.
- “DSLAM” هي اختصار لـ “Digital-Subscriber-Line-Access-Multiplexer”.
تطور عمل واجهة اتصالات TDD FDD
على عكس الأنظمة الفيزيائية أو السلكية التي تعمل بمعدلات خطأ بت (BER)، فإنّ أنظمة الوصول اللاسلكي لديها قنوات متغيرة للوقت توفر عادةً معدلات خطأ في البتات من 10-3 إلى 10-6، كما يجب أن توفر واجهة الطبقة المادية اللاسلكية (PHY) وواجهة طبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) التعديل، وتصحيح الأخطاء وبروتوكول (ARQ) الذي يمكنه اكتشاف البيانات التالفة وتصحيحها أو إعادة إرسالها، بحيث تكون الواجهات على الشبكة وعلى موقع المشترك يعمل بمعدلات خطأ بت خط الأسلاك.
يجب أن توفر أنظمة الوصول اللاسلكي بالإضافة إلى الأنظمة الأخرى التي تستخدم وسائط اتصالات مشتركة آلية لتخصيص عرض النطاق الترددي للاتصالات، والمتاح بين مجموعات الإرسال والاستقبال المتعددة، كما تستخدم العديد من الأنظمة اللاسلكية إمّا نفاذ متعدد بتقسيم زمني مزدوج (TDD) أو مخطط توزيع نفاذ متعدد بتقسيم التردد (FDD)، ويشترك (TDD) في قناة F1 بتردد راديوي واحد بين القاعدة والمشترك، مع تخصيص شرائح الوقت بين الوصلة الهابطة والوصلة الصاعدة.
يستخدم (FDD) ترددين F1 وF2 وكل منهما مخصص إمّا للوصلة الهابطة أو للوصلة الصاعدة ويفصل بينهما تباعد مزدوج، وبالنسبة لأنظمة الوصول اللاسلكي التي توفر الوصول إلى الإنترنت بالإضافة إلى الاتصالات الصوتية أو بدلاً منها، فإنّ البيانات والتطبيقات الأخرى المستندة إلى الويب تهيمن على حمل حركة المرور والتوصيلات داخل النظام، والوصول إلى البيانات غير متماثل بطبيعته ويظهر نسباً نموذجية للوصلة الهابطة للوصلة الصاعدة تتراوح بين 4: 1 و14: 1.
أنظمة (TDD)، حيث يمكن تحويل نقطة الحراسة أي الوقت الذي يحدث فيه التحول من الوصلة الهابطة إلى الوصلة الصاعدة داخل إطار؛ لتغيير توزيع عرض النطاق بين الوصلة الهابطة والوصلة الصاعدة لها مزايا متأصلة في عدم تناسق البيانات، والاستخدام الفعال للطيف في توفير الوصول اللاسلكي عريض النطاق وتُظهِر أنظمة (TDD) كفاءة طيفية أكبر بنسبة (40%) إلى (90%)؛ لاتصالات البيانات غير المتماثلة مقارنة بأنظمة (FDD)، كما أنّها تدعم تحويل القدرة وتعقيد التشكيل من وحدة المشترك إلى القاعدة لتكاليف معدات المشترك المنخفضة.
- “PHY” هي اختصار لـ “Physical”.
- “FDD” هي اختصار لـ “Frequency Division Duplex”.
- “ARQ” هي اختصار لـ “Automatic repeat request”.
- “BER” هي اختصار لـ “Bit Error Rate”.
- “MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control”.
