ما هي وحدة النطاق الأساسي BBU في الاتصالات

أدى ابتكار الشبكة اللاسلكية ومتطلبات السعة إلى دفع معدل نشر المواقع الخلوية الجديدة إلى مستويات غير مسبوقة، وتتطلب قيود الوقت المستغرق في السوق تحسين الكفاءة وإمكانية التنبؤ بالجدول الزمني، وكما تتيح محاكاة وحدة النطاق الأساسي (BBU) لمشغلي الهاتف المحمول تبسيط وتسريع عملية نشر موقع الخلية متعدد المراحل عن طريق اختبار وحدات الراديو عن بُعد (RRUs) أثناء مرحلة التثبيت.

ما هي وحدة النطاق الأساسي BBU

وحدة النطاق الأساسي (BBU): هي جهاز يفسر ترددات النطاق الأساسي في أنظمة الاتصالات بما في ذلك شبكات الكمبيوتر والإنترنت وشبكات الهاتف وأنظمة البث الإذاعي، كما تردد النطاق الأساسي هو إرسال بتردده الأصلي وقبل أن يتم تغييره أو تشكيله وعادةً ما يكون له مدى تردد قريب من الصفر.

ملاحظة:“BBU” هي اختصار لـ “Base Band Unit”.

ملاحظة:“RRU” هي اختصار لـ “Radio Remote Unit”.

يستخدم المهندسون الميكانيكيون ومحترفو الاتصالات أجهزة (BBU) لتحسين الاتصال بين معدات الاتصالات، ويتم تصنيع وحدات (BBU) بتصميم معياري يسمح لها بأداء وظائف متعددة، وتناسب المعدات المادية القياسية بسهولة، وعندما يتم تمرير البيانات من نقاط مختلفة عبر شبكة إلى هدفها النهائي فإنّ (BBU) يعمل كلوحة تبديل تربط البيانات بمواقع متعددة كمكتب تبديل الهاتف المحمول.

بمجرد توصيل إشارة لاسلكية يمكن ترجمتها إلى معلومات يمكن استخدامها بواسطة التطبيق أو المستخدم النهائي، وعادةً ما يتصل (BBU) بوحدة راديو عن بُعد (RRU) أو رأس راديو بعيد (RRH)، وكلاهما نوعان من أجهزة الإرسال والاستقبال التي تسهل الاتصالات السلكية أو اللاسلكية بمحطة راديو أو نقطة نهاية أخرى ويشار إلى هذه أحياناً أيضًا باسم الترددات المنخفضة.

ملاحظة:“RRH” هي اختصار لـ “remote radio head”.

خصائص وحدات النطاق الأساسي

• أجهزة (BBU) صغيرة ويسهل دمجها في غرف الخوادم أو مراكز الأعمال أو أي موقع مركزي يسمح لها بالعمل كنقطة وسطية.

• بالإضافة إلى ذلك تتمتع وحدات (BBU) باستهلاك منخفض للطاقة وسهل النشر، بحيث يتيح ذلك إمكانية تنفيذها أو استبدالها أو تحديثها بسهولة داخل نظام اتصالات.

• عند وضعها في غرفة المعدات يتم توصيل وحدات (BBU) عادةً بوحدة (RRU) باستخدام الألياف الضوئية ومن ثم يكون مسؤولاً عن الاتصال من خلال واجهة فعلية.

أنواع وحدات النطاق الأساسي

• كتل معالجة النطاق الأساسي الفردية أو الكائنات الموجودة داخل أجهزة الاستقبال التي تقوم بترجمة البيانات من إشارة لاسلكية.

• كابلات معالجة (Ethernet) أو كابلات الإنترنت المستخدمة لفك ترميز المعلومات من إشارة النطاق الأساسي السلكية.

• وحدات (BBU) الرقمية.

• وحدات (BBU) مستطيلة الشكل وتشبه راديو السيارة.

• وحدات (BBU) مسطحة وتشبه الدائرة.

• وحدات (BBU) على شكل أسطواني.

كيفية عمل وحدة النطاق الأساسي

• يتكون (RAN) من وحدة معالجة النطاق الأساسي ووحدة معالجة التردد اللاسلكي.

• تعمل وحدة النطاق الأساسي بمثابة “محور” مركزي للمحطة الأساسية، حيث تعالج حركة بيانات الوصلة الصاعدة والهابطة وتتحكم في وظائف (RRU).

• تحتوي وحدة (BBU) التقليدية على معالج إشارة رقمية (DSP) يستخدم لتحويل الإشارات من تناظرية إلى رقمية أو العكس.

• عمليات إضافية كاملة وحدات النطاق الأساسي تشمل مراقبة الإنذار وتشغيل ساعة النظام للمزامنة.

• تتحكم وحدة (BBU) أيضًا في نقل بيانات المستخدم وإدارة الجلسة ووظائف التنقل التي تحدد ارتباط الاتصال بين المستخدمين.

• وضعت بنية المحطة الأساسية في الأصل وحدة (BBU) و(RRU) على أرفف رقمية وراديو في موقع مشترك داخل خزانة أو حاوية في قاعدة برج الخلية.

• يتم توصيل المحطة الأساسية بالهوائي من خلال كابلات (RF) والتي كانت عرضة للضياع والتداخل.

• تحدد إصدار بروتوكول واجهة الراديو العامة العامة (CPRI) في عام 2003 النقل والتوصيل بين (RRU) و(BBU)، ممّا يسمح بفصل مادي أكبر لهذه العناصر من خلال وصلة أمامية.

ملاحظة:“CPRI” هي اختصار لـ “Common Public Radio Interface”.

ملاحظة:“DSP” هي اختصار لـ “Digital signal processing”.

ملاحظة:“RF” هي اختصار لـ “Radio frequency”.

ملاحظة:“RAN” هي اختصار لـ “Radio Access Network”.

مستقبل محاكاة BBU

• يتزامن تفكيك المحطة الأساسية التقليدية مع زيادة ضغط الجدول الزمني لنشر موقع الخلية.

• يجب أن تكون حلول اختبار (RAN) الجديدة التي تتضمن محاكاة (DU) أو (O-DU) عالية الاستجابة لمعايير (5G) والبنية التحتية المتطورة.

• يتضمن ذلك دمج الإدخال أو الإخراج الرقمي في الوحدات الراديوية، واعتماد (eCPRI) والنشر الواسع لتشكيل الحزمة و(MIMO) الهائل.

• على الرغم من أنّ (Open RAN) يقود التوحيد الذي تشتد الحاجة إليه لموردي (RU) و(CU) و(DU) فإنّ مخاوف التشغيل البيني ستؤدي حتماً إلى تعقيد ممارسات المحاكاة.

• يسلط هذا الواقع الجديد الضوء على قيمة محاكاة وحدة النطاق الأساسي.

• تكثر فرص توفير التكلفة والوقت أثناء تطوير أجهزة وبرامج (5G RAN)، بالإضافة إلى تثبيت الموقع وتشغيله.

• يمكن لمحاكاة جميع عناصر (RAN) المفتوحة طوال دورة التطوير تجنب مشكلات التشغيل البيني وتقليل المفاجآت أثناء نشر الموقع.

• سيكون من الضروري إجراء المزيد من الاختبارات والمحاكاة أكثر من أي وقت مضى لدمج متجهات اختبار (O-RU) و(O-DU) و(O-CU) متعددة البائعين، ضمن مصفوفة متزايدة من ظروف العالم الحقيقي المحاكاة.

• بفضل إمكانات محاكاة (BBU) الرائدة في الصناعة للتطبيقات الميدانية والمختبرية والتصنيعية ويتم العمل إلى نشر مواقع الخلايا المحسنة والفعالة.

ملاحظة:“MIMO” هي اختصار لـ “multiple-input and multiple-output”.

أساسيات وحدة النطاق الأساسي BBU

تتألف وحدة (BBU) في موقع الهاتف الخلوي من معالج إشارة رقمية لمعالجة الإشارات الصوتية إلى الأمام لإرسالها إلى وحدة متنقلة ومعالجة الإشارات الصوتية العكسية المستلمة من الوحدة المتنقلة، كما يعمل معالج الإشارات الرقمية أيضًا على إنتاج نغمة صوتية إشرافية أولى (SAT) لإرسالها إلى الوحدة المتنقلة عن طريق توليد عينات (SAT) رقمية متتالية يتم فك تشفيرها إلى نغمة مستمرة.

إنّ أجهزة (BBU) صغيرة ويسهل دمجها في غرف الخوادم أو مراكز الأعمال أو أي موقع مركزي يسمح لها بالعمل كنقطة وسطية، وبالإضافة إلى ذلك تتمتع وحدات (BBU) باستهلاك منخفض للطاقة وسهلة النشر ويتيح ذلك إمكانية تنفيذها أو استبدالها أو تحديثها بسهولة داخل نظام اتصالات.

يتم تصنيع وحدات (BBU) بتصميم معياري يسمح لها بأداء وظائف متعددة وتناسب المعدات المادية القياسية بسهولة، وعندما يتم تمرير البيانات من نقاط مختلفة عبر شبكة إلى هدفها النهائي تعمل (BBU) كلوحة تبديل تربط البيانات بمواقع متعددة، وبمجرد توصيل إشارة لاسلكية يمكن ترجمتها إلى معلومات يمكن استخدامها بواسطة التطبيق أو المستخدم النهائي.

وظائف BBU

• يوفر منافذ واجهة راديوية عامة (CPRI) أو وصلات بصرية للاتصال بوحدات (RRU) وعمليات إشارات النطاق الأساسي للوصلة الصاعدة والهابطة.

• يوفر منافذ الاتصال بين (eNodeB) ومنافذ (MME / S-GW) و(X2) للاتصال بين (eNodeBs).

• يوفر منافذ الساعة لمزامنة الساعة ومنافذ مراقبة الإنذارات لمراقبة البيئة ومنفذ الناقل التسلسلي العالمي (USB) للتشغيل باستخدام محرك أقراص فلاش (USB).

• يدير (eNodeB) من خلال التشغيل والصيانة (OM) ومعالجة رسائل الإشارات.

ملاحظة:“eNodeB” هي اختصار لـ “E-UTRAN NodeB”.

ملاحظة:“MME” هي اختصار لـ “Mobility Management Entity”.

في النهاية، إنّ وحدة النطاق الأساسي (BBU) هي جهاز شبكة اتصالات يستخدم لمعالجة إشارات النطاق الأساسي والنطاق الأساسي هو المصطلح المستخدم لوصف التردد الأصلي للإرسال قبل التشكيل.