نظام الراديو عبر الألياف للاتصالات السلكية أو اللاسلكية المستقلة ROF

يتم استخدام نظام لاسلكي بتبديل لزيادة نطاق الاتصالات من نظير إلى نظير، حيث يشتمل نظام الاتصالات بالألياف الضوئية الذي يتم تبديله بصرياً على وحدة طرفية (HEU) بها مصرف تبديل، كما تربط الكابلات اليورانيوم عالي التخصيب بنقطة وصول بعيدة واحدة أو أكثر في مناطق تغطية مختلفة.

أساسيات نظام الراديو عبر الألياف للاتصالات السلكية أو اللاسلكية المستقلة ROF

يوفر بنك التبديل في (HEU) رابطاً بين نقاط الوصول البعيدة في مناطق التغطية المختلفة، مثل أنّ الأجهزة في مناطق التغطية الخلوية المختلفة تتواصل مع بعضها البعض، وعلى سبيل المثال من خلال مؤتمرات الفيديو، وباستخدام نظام الاتصال المحول يمكن توسيع نطاق وتغطية الاتصال بين الأجهزة بحيث يمكن للأجهزة الموجودة في مناطق التغطية المختلفة والأجهزة، والتي تستخدم بروتوكولات الاتصال المختلفة الاتصال.

ينمو الاتصال اللاسلكي بسرعة مع تزايد الطلبات باستمرار على اتصالات البيانات المتنقلة عالية السرعة على سبيل المثال، ويتم نشر ما يسمى بأنظمة “الدقة اللاسلكية” أو “Wi-Fi” وشبكات المنطقة المحلية اللاسلكية (WLAN) في العديد من الأنواع المختلفة من المناطق، كما تتواصل أنظمة الاتصالات اللاسلكية مع الأجهزة اللاسلكية المسماة “العملاء”، والتي يجب أن تكون موجودة داخل النطاق اللاسلكي أو “منطقة تغطية الخلية” من أجل الاتصال بجهاز نقطة وصول.

تتضمن إحدى طرق نشر نظام اتصال لاسلكي استخدام الخلايا البيكوسية (Picocells)، وهي مناطق تغطية الترددات الراديوية (RF)، كما يمكن أن يكون نصف قطر خلايا بيكوسيل في المدى من بضعة أمتار إلى عشرين متراَ كمثال، ويؤدي الجمع بين عدد من أجهزة نقطة الوصول إلى إنشاء مجموعة من الخلايا البيكوسية التي تغطي منطقة تسمى “منطقة تغطية الخلايا الصغرى”.

نظراً لأنّ البيكوسيل يغطي مساحة صغيرة، فعادة ما يكون هناك عدد قليل فقط من المستخدمين لكل بيكوسيل، كما يسمح ذلك بجودة تغطية عالية متزامنة ومعدلات بيانات عالية لمستخدمي النظام اللاسلكي، ومع تقليل مقدار عرض النطاق الترددي (RF) المشترك بين مستخدمي النظام اللاسلكي وكما تتمثل إحدى مزايا الخلايا البيكوسية في القدرة على الاتصال لاسلكياً، بأجهزة الاتصال الموجودة عن بُعد داخل منطقة التغطية الخلوية.

يُطلق على أحد أنواع أنظمة الاتصالات اللاسلكية لإنشاء خلايا صغيرة اسم النظام اللاسلكي “RoF”، كما يستخدم النظام اللاسلكي (RoF) إشارات التردد اللاسلكي المرسلة عبر الألياف الضوئية، كما تتضمن هذه الأنظمة محطة رأسية مقترنة بصرياً بمجموعة من الوحدات البعيدة، وتشتمل كل وحدة من الوحدات البعيدة على مرسلات مستجيبات مقترنة بمحطة الرأس عبر وصلة ألياف بصرية، وتكون أجهزة الإرسال والاستقبال في الوحدات البعيدة شفافة بالنسبة لإشارات التردد اللاسلكي.

تقوم الوحدات البعيدة ببساطة بتحويل الإشارات الضوئية الواردة من رابط الألياف الضوئية إلى إشارات كهربائية عبر محولات ضوئية إلى كهربائية (O / E)، والتي يتم تمريرها بعد ذلك إلى أجهزة الإرسال والاستقبال، وتقوم أجهزة الإرسال والاستقبال بتحويل الإشارات الكهربائية إلى إشارات كهرومغناطيسية عبر هوائيات مقترنة بأجهزة الإرسال والاستقبال في الوحدات البعيدة.

تستقبل الهوائيات أيضاً إشارات كهرومغناطيسية أي الإشعاع الكهرومغناطيسي من العملاء في منطقة تغطية الخلية، وتحويل الإشارات الكهرومغناطيسية إلى إشارات كهربائية أي الإشارات الكهربائية في الأسلاك، كما تقوم الوحدات البعيدة بعد ذلك بتحويل الإشارات الكهربائية إلى إشارات ضوئية عبر المحولات الكهربية إلى الضوئية (E / O)، ثم يتم إرسال الإشارات الضوئية إلى المحطة الطرفية عبر وصلة الألياف الضوئية.

• “RoF” هي اختصار لـ “Radio-over-Fiber”.

• “E / O” هي اختصار لـ “electrical-to-optical”.

• “RF” هي اختصار لـ “Radio-frequency”.

• “HEU” هي اختصار لـ “enriched-uranium-cables”.

مبدأ عمل نظام الراديو عبر الألياف ROF

الاتصالات السلكية واللاسلكية التماثلية والرقمية من نظير إلى نظير محدودة بشكل عام في النطاق والتغطية على التوالي، وقد يتطلب تحسين نطاق التوصيلات السلكية من نظير إلى نظير تضخيماً معقداً أو متطلبات متكررة، ويتطلب توسيع تغطية التوصيلات اللاسلكية من نظير إلى نظير عادةً نشر هوائي أكثر كثافة أو زيادة في الطاقة المرسلة، والتي قد تكون مقيدة باللوائح الحكومية والمعايير اللاسلكية واعتبارات طاقة البطارية القصوى وتخزين الطاقة.

بالإضافة إلى ذلك قد يُحظر توسيع التغطية عن طريق استخدام بروتوكولات احتكارية مثل المعدات الطبية وتشمل النماذج أنظمة اتصالات سلكية أو لاسلكية من الألياف الضوئية ذات التبديل البصري، والطرق ذات الصلة لزيادة نطاق أنظمة الاتصال السلكية أو اللاسلكية من نظير إلى نظير، كما يمكن استخدام الأنظمة لتمكين على سبيل المثال عقد المؤتمرات عبر الفيديو بين الأجهزة النظيرة.

قد يشتمل نظام الاتصالات السلكية أو اللاسلكية بالألياف الضوئية التي يتم تبديلها بصرياً على وحدة طرفية (HEU) بها مجموعة مفاتيح ضوئية، ويتم تكوين مجموعة متعددة من كابلات الألياف الضوئية وكل مجموعة من كابلات الألياف الضوئية التي تشتمل على ليف بصري واحد على الأقل، لحمل إشارة الألياف الضوئية (RoF) إلى العديد من نقاط الوصول البعيدة.

يتم تكوين أول نقطة من تعدد نقاط الوصول عن بُعد لتشكيل منطقة تغطية خلوية أولى مقابلة، حيث يوجد جهاز نظير أول، ويتم تكوين نقطة ثانية من مجموعة نقاط الوصول البعيدة لتشكيل منطقة تغطية خلوية ثانية مقابلة مختلفة، حيث يوجد جهاز نظير ثان وتم تكوين بنك التبديل البصري لإنشاء ارتباط ضوئي قائم على (RoF) ديناميكياً عبر واحد على الأقل من مجموعة كابلات الألياف الضوئية، بحيث يتصل جهاز النظير الأول بجهاز النظير الثاني على الأقل جزئياً عبر الارتباط البصري المستند إلى (RoF).

تطور عمل نظام الراديو عبر الألياف ROF

يتم تمكين الاتصال بين جهاز نظير أول في منطقة تغطية خلوية أولى وجهاز نظير ثاني في منطقة تغطية خلوية مختلفة ثانية، وقد تتضمن الطريقة الربط البصري لمجموعة من نقاط الوصول البعيدة عبر مجموعة من كبلات الألياف الضوئية، وكل مجموعة من كبلات الألياف الضوئية تشتمل على ليف ضوئي واحد على الأقل ومكونة لتحمل إشارة (RoF) إلى التعددية من نقاط الوصول البعيدة.

يتم تكوين أول نقطة من تعدد نقاط الوصول عن بعد لتشكيل منطقة التغطية الخلوية الأولى ويتم تكوين نقطة ثانية من مجموعة نقاط الوصول البعيدة لتشكيل منطقة تغطية خلوية ثانية مختلفة، وتم استلام طلب لإنشاء اتصالات بين الجهاز النظير الأول والجهاز النظير الثاني واستجابة للطلب، يتم تنفيذ إنشاء ارتباط ديناميكي عبر واحد على الأقل من كابلات الألياف الضوئية المتعددة للسماح للجهاز النظير الأول التواصل مع الجهاز النظير الثاني على الأقل جزئياً عبر الرابط.

يمكن تكوين الأنظمة والطرق للتغلب على قيود الاتصالات السلكية أو اللاسلكية التقليدية  من نظير إلى نظير من خلال الجمع بين الطبيعة ذات النطاق الترددي المنخفض، والخسارة العالية للألياف الضوئية مع التبديل البصري المناسب شبكة لتعزيز التغطية عند الحاجة، كما يكون نظام الاتصال السلكي أو اللاسلكي بالألياف الضوئية المحول عبارة عن نظام ارتباط، ويكون نظام الارتباط شبه بروتوكول شفاف أي مستقل عن البروتوكول.

قد تشتمل أنظمة وطرق الاتصال السلكية أو اللاسلكية المبدلة على نشر كبل ليفي كثيف، ممّا يسهل الاتصال من خلية إلى أخرى من نظير إلى نظير، ومن خلال الاستفادة من بنية كابل الألياف لنظام الاتصال السلكي أو اللاسلكي بالألياف الضوئية المبدلة، مثل نظام بيكوسيل للشبكة المحلية اللاسلكية (WLAN) يتم توسيع نطاق الاتصال من نظير إلى نظير ليكون من خلية إلى خلية، وكما يمكن للأجهزة في أي خليتين أن تتواصل في وضع نظير إلى نظير بغض النظر عن المسافة المادية بينهما، بحيث يمتد نطاق نظير إلى نظير عبر مناطق التثبيت الداخلية بأكملها.

• “WLAN” هي اختصار لـ “Wireless-Local-Area-Network”.