ما هي الخلايا الدقيقة المايكروسيل Microcells في الاتصالات

الخلايا المايكرو هي أكبر الخلايا الصغيرة وهي تغطي مساحة في دائرة نصف قطرها (2) كيلومتر وكانت الخلايا المايكرو موجودة منذ سنوات كجزء هام من نشر شبكة الراديو المحمولة، ويتم التحكم فيها بالكامل من خلال مشغل الهاتف المحمول وتماماً مثل الخلايا الكبيرة.

ما هي الخلايا الدقيقة المايكرو Microcells

الخلايا الدقيقة  المايكرو (Microcells): هي أكبر الخلايا الصغيرة التي تغطي مساحة جغرافية أكبر بكثير من خلايا (femtocells) و(picocells)، حيث لديها أوسع نطاق وهو حوالي (2 كيلومتر) ويمكن أن تضيف الخلايا الدقيقة سعة وتغطية لشبكة الهاتف المحمول جنبًا إلى جنب مع الخلايا الكبيرة.

كما تُعتير المايكروسيل (microcell) محطة قاعدة خلوية ترسل وتستقبل إشارات الراديو عبر الأبراج الكبيرة والهوائيان، حيث يمكن أن تتراوح الأبراج الخلوية في أي مكان من (50 إلى 200) قدم وتوفر تغطية خلوية لأميال والخلايا المايكرو المعروفة أيضًا باسم الأبراج الخلوية، هي هياكل طويلة وعالية الطاقة تحافظ على إشارات الشبكات اللاسلكية قوية عبر مسافات كبيرة ومناطق واسعة، وفي المقابل تخدم الخلايا الصغيرة مناطق مكتظة بالسكان مثل: مراكز المدن والملاعب والتي لها احتياجات خاصة من السعة.

أساسيات الخلايا الدقيقة المايكروسيل Microcells

بناءً على نطاق الخلايا الدقيقة (حتى 2 كم) يمكن أن تكون حلاً جيدًا لمناطق مثل محطات القطار الكبيرة، كما يمكنها أيضًا تلبية احتياجات السعة المؤقتة للتجمعات العامة الكبيرة، مثل: الأحداث الرياضية والحفلات الموسيقية وما إلى ذلك، لا تزال الخلايا الكبيرة توفر تغطية الشبكة الأساسية في أي شبكة متنقلة ولكن يمكن أن تكون الخلايا الصغيرة امتدادًا للشبكة الرئيسية لملء فجوات التغطية والسعة، حيث يتم التحكم في الخلايا الصغيرة وإدارتها من خلال مشغلي الهاتف المحمول أنفسهم.

غالبًا ما تُستخدم الكلمة بشكل مترادف مع الخلية الصغيرة بينما يعتبرها البعض الآخر نوعًا من الخلايا الصغيرة ويتم التعامل معها كنوع من الخلايا الصغيرة، ويتراوح حجم الخلية الصغيرة فقط من حوالي (32 قدمًا) إلى ما يزيد قليلاً عن ميل، كما توفر عقد (5G) هذه العديد من الإمكانات نفسها للمحطات القاعدية التقليدية وتتيح ترددات (mmWave) مع اتصال عالي السرعة، والتعامل مع معدلات البيانات العالية.

يتم نشر (5G) من الخلايا الصغيرة محليًا، حيث يتم إرسال إشارات الراديو لتوفير الخدمات الخلوية والإنترنت داخل مناطق جغرافية صغيرة، حيث تستخدم المحطات القاعدية ذات الخلايا الصغيرة والمعروفة باسم أجهزة الإرسال والاستقبال طاقة منخفضة ويتم تنفيذها في مناطق مكتظة بالسكان، وهي أرخص وأسرع بكثير في النشر من الخلايا الكبيرة.

نظراً لأنّ نطاق إرسال (5G) محدود للغاية فهناك حاجة إلى هوائيات متعددة الخلايا صغيرة لتوفير الخدمات التي تعد بها شبكات (5G)، حيث تنقل الخلايا الصغيرة الإشارات باستخدام تقنيات متقدمة (MIMO) وتشكيل الحزم وموجات (mm)، وباستخدام نموذج الخلية الصغيرة يمكن بسهولة نشر محطات الإرسال منخفضة الطاقة ويمكن تثبيتها على الجدران للتطبيقات الداخلية أو على أعمدة الإنارة في الهواء الطلق.

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

الفرق بين خلايا المايكروسيل والخلية الصغيرة

الخلايا الصغيرة هي العمود الفقري لـ (5G) وتكمل الخلايا الكبيرة، بالإضافة إلى تحسين سعة الشبكة للمناطق المكتظة بالسكان، فهي مثالية للمناطق التي تكون فيها الإشارات ضعيفة أو غير متوفرة على الإطلاق وكلاهما مطلوب لإنشاء شبكة غير متجانسة أي شبكة، حيث يمكن لجميع الخلايا من الميكرو إلى الماكرو والعمل.

يمكن لعقد الأساس الرجوع إلى الخلايا الكبيرة في بنى شبكات المحمول الحالية، وهذا يعني أنّه يمكن للخلايا الصغيرة الحصول على اتصالها من خلال الخلايا الكبيرة، وقبل إرسال البيانات إلى خلية صغيرة أخرى وهذا يمكّن الخلايا الصغيرة من نقل الإشارات عبر مسافات أكبر، وهي طريقة فعالة لتوصيل الخلايا الصغيرة بميكروسيل عبر وصلة التوصيل اللاسلكي (mmWave).

يتيح ذلك للخلايا الصغيرة الاستفادة من عرض النطاق الترددي الهائل والهوائيات الاتجاهية الطويلة للخلية (microcell)، ومع ذلك فإنّ قدرات قناة (mmWave) تحد من نطاق الإرسال وهذا هو السبب في الحاجة إلى المرحلات لـ (mmWave) لتوسيع التغطية.

هناك طريقة أخرى لنشر الخلايا الصغيرة وهي إعادتها إلى مكتب تبديل الهاتف المحمول (MTSO)، حيث يؤدي هذا إلى روابط نقل طويلة المدى، والتي تتضمن مفاوضات حق الطريق المعقدة والمكلفة عادةً وخاصةً إذا تم تضمين روابط التوصيل للخلايا الصغيرة المزدوجة المحمية، والميزة هنا هي أنّ احتياجات السعة لوصلات التوصيل للخلايا الدقيقة الحالية لا تتأثر.

ملاحظة:“MTSO” هي اختصار لـ “Mobile Telephone Switching Office”.

شرح الاختلاف بين خلايا مايكروسيل والخلية الصغيرة

• بينما توفر كل من الخلايا الكبيرة (مايكروسيل) والخلايا الصغيرة اتصال (5G)، يختلف انتشار الإشارة وقدرات اختراق البناء اختلافًا كبيرًا، وانتشار الإشارة أي نصف قطر التغطية هو الفرق الرئيسي بين الخلايا مايكروسيل مقابل الخلايا الصغيرة، وتوفر الخلايا مايكروسيل تغطية منخفضة التردد لأميال بينما توفر الخلايا الصغيرة تغطية عالية التردد لحوالي (100 ياردة).

• توفر الخلايا مايكروسيل تغطية منخفضة التردد لأميال بينما توفر الخلايا الصغيرة تغطية عالية التردد لحوالي (100 ياردة).

• يشير اختراق المبنى إلى ما إذا كان الاتصال سيعمل في الداخل، وتنتقل الترددات المنخفضة من الخلايا مايكروسيل بعيدًا ولا تحجب الجدران أو النوافذ أو الحواجز المادية الأخرى الإشارات، كما أنّ تقنية الخلايا الصغيرة لها قيود على خط البصر، ممّا يعني أن الحواجز المادية يمكن أن تمنع الإشارة حتى لا تصل إلى غرف متعددة في الداخل.

• الفرق الآخر بين الخلايا مايكروسيل مقابل الخلايا الصغيرة هو التكلفة، كما أنّه إذا نشرت شركات النقل (10) أضعاف عدد الخلايا الصغيرة مقارنة بالخلايا مايكروسيل، فإنّ تكلفة الخلايا الصغيرة ستظل أقل بكثير من عمليات النشر الكاملة للخلايا مايكروسيل، ويمكن لشركات الاتصالات تحديث الخلايا الكبيرة الموجودة إلى (5G) أيضًا وعلى الرغم من أنّ هذا الانتقال سيستغرق سنوات.

مزايا خلايا المايكروسيل

• تمكن شبكات (5G) من تغطية مناطق أكبر.

• من السهل ترقية المعدات.

• تتيح أوقات استجابة أسرع، وتقليل زمن الوصول.

• باستخدام (MIMO) الهائل، يمكن لآلاف الأشخاص الاتصال في نفس الوقت.

• لاسلكي، لذا يمكن وضعه في المواقع التي يتعذر فيها استخدام الكابلات.

عيوب خلايا المايكروسيل

• تتأثر بفقدان إشارة متعددة المسارات.

• نقاط الضعف الأمنية بسبب الاتصال عبر الأثير.

• تكاليف نشر عالية.

• يمكن للعوائق المادية والعناصر كالمطر وما إلى ذلك أن تتداخل مع الإرسال.

• معدل بيانات أقل مقارنة بالشبكة السلكية.

في النهاية، تغطي الخلايا الدقيقة (5G) ما يزيد قليلاً عن ميل واحد، وكما يوحي الاسم فإنّ أبراج الخلايا الصغيرة صغيرة ويمكن إضافتها إلى البنية التحتية مثل أعمدة الإنارة، كما تتمثل إحدى ميزات المحطة الأساسية للخلية الدقيقة في كفاءتها في استخدام الطاقة.