حلول المحطات القاعدية

1. نظرة عامة

تُعد محطة الخلية، المعروفة أيضًا باسم المحطة القاعدية، جزءًا مهمًا من شبكات الاتصالات المتنقلة الحديثة. فهي توفر خدمات استقبال وإرسال الإشارات اللاسلكية لمستخدمي الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية وغيرهم، مما يتيح للمستخدمين الوصول إلى شبكة الاتصالات المتنقلة في أي وقت ومن أي مكان للاستفادة من وظائف مثل الاتصال والوصول إلى الإنترنت والمكالمات الصوتية.

يمكن أن يؤدي إنشاء محطات القاعدة ونشرها إلى توسيع نطاق تغطية شبكات الاتصالات المتنقلة وتحسين جودة الإشارة. ومن خلال إرسال واستقبال الإشارات بواسطة محطات القاعدة، يمكن تحقيق تغطية كاملة للشبكة، وتقليل المناطق الخالية من الإشارة، وتحسين جودة الاتصالات.

الغرض الرئيسي من محطة القاعدة هو الإرسال. تُستخدم وحدة الراديو عن بُعد (RRU) المثبتة على البرج لإرسال واستقبال الإشارات اللاسلكية. فهي تلتقط الإشارات اللاسلكية وتحوّلها إلى إشارات ضوئية عبر وحدة النطاق الأساسي (BBU). ويتم إرسال الإشارات الضوئية عبر كابل الألياف الضوئية إلى مسافة تبلغ آلاف الأميال، بل وعشرات الآلاف من الأميال، وحتى عبر البلدان. إذا كنت تريد معرفة كيفية إرسال بيانات الإشارة، فعليك أولاً فهم تصنيف محطات الاتصالات الأساسية. وفيما يلي مقدمة عن تصنيف محطات الاتصالات الأساسية:

1.1 موقع ماكرو

تحتوي خزانة غرفة المحطة القاعدية التي تم بناؤها حديثًا على جهاز يُسمى PTN، وسيتم توصيل كابل الألياف الضوئية بجهاز PTN هذا. كما تحتوي المحطة القاعدية القديمة أيضًا على جهاز PTN. ويتم توصيل جهاز PTN الخاص بالمحطة القاعدية القديمة بجهاز PTN الخاص بالمحطة القاعدية الجديدة عبر كابل الألياف الضوئية. وهذا هو أبسط شكل من أشكال الربط بين محطات القاعدة. تحتوي كل من محطة القاعدة القديمة والجديدة على جهاز PTN. ومن منظور الإرسال، تُسمى هاتان المحطتان «مواقع ماكرو». أي أن تعريف «الموقع ماكرو» هو أن المحطة التي تحتوي على معدات إرسال PTN تُسمى «موقع ماكرو».

1.2 نظام محطة قاعدية للاتصالات عن بُعد

لا تحتوي المحطة القاعدية على معدات شبكة PTN. وإذا احتاجت هذه المحطة القاعدية إلى أداء مهامها، فيجب أن تقوم معدات وحدة BBU بجمع الإشارة اللاسلكية الصادرة عنها ومعالجتها، وتحويلها إلى إشارة ضوئية، ثم إرسالها إلى المحطة القاعدية المزودة بمعدات شبكة PTN، حتى يتسنى نقل الإشارة لمسافة تصل إلى آلاف الأميال. لذلك، يلزم وجود كابل ألياف ضوئية بين وحدة BBU وشبكة PTN، ويُستخدم هذا الكابل خصيصًا لربط وحدة BBU بشبكة PTN ونقل الإشارات اللاسلكية. ثم يتم توصيل المحطة القاعدية التي لا تحتوي على معدات شبكة PTN بالمحطة القاعدية المزودة بمعدات شبكة PTN الأقرب إليها عبر كابل الألياف الضوئية. ويُطلق على هذه المحطة القاعدية اسم «نظام المحطة القاعدية للاتصالات عن بُعد»، وهي تقوم بإرسال الإشارة اللاسلكية المستقبلة إلى شبكة PTN الخاصة بمحطة قاعدية أخرى عبر الألياف الضوئية.

1.3 نظام الهوائيات الموزعة (DAS) الداخلي

يمكن تصنيف نظام DAS فعليًّا على أنه «نظام محطات قاعدية للاتصالات عن بُعد». فإذا كانت الإشارة داخل هذا المبنى غير جيدة، فإن إشارة المحطة القاعدية الخارجية لا يمكن أن تصل إلى داخل المبنى، أو تكون الإشارة ضعيفة نسبيًّا، كما أن وجود العديد من أجهزة الإشارة اللاسلكية داخل المبنى يجعل محطة قاعدية واحدة غير قادرة على تحمل هذا العدد الكبير من عمليات إرسال الإشارات. تقوم شركة الاتصالات بإضافة هوائي في كل طابق من المبنى، أو كل بضع عشرات من الأمتار في كل طابق. تنقسم الهوائيات إلى: الهوائي متعدد الاتجاهات، والهوائي الاتجاهي، والهوائي اللوحي، والهوائي السقفي، والهوائي المسطح، والهوائي المصغر، وهوائي الخلية الصغيرة. وهذا هو نظام الهوائيات الموزعة الداخلية. ستتلاقى الهوائيات الموزعة الداخلية الموجودة في كل طابق في النهاية مع جهاز BBU الموجود في العمود الرأسي للمبنى. ثم يتم توصيل جهاز BBU بجهاز PTN الخاص بالمحطة القاعدية الخارجية عبر كابل الألياف الضوئية لنقل البيانات. لذلك، فهو يشبه إلى حد ما نظام محطة القاعدة للاتصالات عن بُعد، لكن سيناريوهات الاستخدام مختلفة. نظام محطة القاعدة للاتصالات عن بُعد الذي نتحدث عنه غالبًا هو ذلك النوع من الأبراج الحديدية الكبيرة، أو العمود المثبت على المبنى. أما محطات التوزيع الداخلية فهي مجرد هوائيات داخلية تحتوي على عدد أكبر من الهوائيات. وقد يوجد عشرات أو مئات الهوائيات في المبنى الواحد.

أعتقد أن الجميع أصبح لديهم فهم أوضح لتصنيف محطات القاعدة، لذا

2. ما هي مزايا الربط الشبكي لمحطات القاعدة؟

أولاً وقبل كل شيء، من أجل إنشاء محطات قاعدية تتسم بالراحة وسهولة الصيانة والسلامة، يجب أن يتم بناء المحطات القاعدية وفقًا لهيكل الشبكة الحلقية. كما هو موضح في الشكل، توجد 4 مواقع رئيسية (A، B، C، D) مزودة بمعدات شبكة PTN، ويتم تشكيل اتصال حلقي عبر كابل الألياف الضوئية. أثناء الإنشاء، تم حفر كابل الألياف الضوئية بين المحطتين الأساسيتين B و C، لكن هذا لن يؤثر على إرسال الإشارة، لأن إرسال إشارة المحطة الأساسية في اتصال الشبكة الحلقية يكون ثنائي الاتجاه، ويمكن للمحطة B إرسال الإشارة إلى المحطة C عبر المحطات A-D. سيتم إرسال الإشارة النهائية إلى مركز تجميع البيانات، وسيقوم مركز تجميع البيانات هذا بنقل البيانات إلى مركز تجميع البيانات الأبعد لتحقيق نقل البيانات عبر المدن.

3. كيف يمكن إنشاء محطة قاعدية جديدة في شبكة حلقية؟

• مسح الإنشاءات

تُستخدم المحطات القاعدية لنقل بيانات الإشارات. وبغض النظر عن سيناريو التطبيق، يجب استخدام كابلات الألياف الضوئية لتوصيل المحطات القاعدية. وقبل البدء في أعمال الإنشاء، تجري شركة الاتصالات مسحًا للمشروع لتحديد ما إذا كان التوصيل سيتم عبر الأعمدة أو الجدران أو الدفن المباشر أو عبر خطوط هوائية.

• إنشاء «الحلقة المادية» و«الحلقة المنطقية»

سيقوم خبراء شركات الاتصالات بصياغة مفهومي «الحلقة المادية» و«الحلقة المنطقية». تشير «الحلقة المادية» إلى بيئة النشر الفعلية لكابلات الألياف الضوئية، بينما تشير «الحلقة المنطقية» إلى المنطق الذي يحكم نقل البيانات في شبكات PTN. ويجب تنفيذ «الحلقة المنطقية» استنادًا إلى «الحلقة المادية»، ويتم تحديد ما إذا كانت «الحلقة المادية» قد نُفِّذت وفقًا لمبدأ القرب أم لا.

• مخاطر فرع محطة القاعدة

كما هو موضح في الشكل، يوجد حاليًا 4 مواقع رئيسية موزعة على شكل حلقة، وهناك حاجة إلى إنشاء محطة قاعدية جديدة. تتمثل الخطوة الأولى في خطة إنشاء الموقع في تحديد المحطات القاعدية الموجودة في المنطقة المحيطة وتحديد أقرب محطة قاعدية. وتتمثل الخطوة الثانية في التحقق مما إذا كانت سعة منافذ شبكة PTN في المحطة كافية. وإذا لم تكن كذلك، فيمكنك اختيار توسيع السعة. أما الخطوة الثالثة فهي مد كابل الألياف الضوئية لتوصيل المحطة القاعدية.

في هذه المرحلة، تنتمي محطة القاعدة التي تم إنشاؤها حديثًا إلى فرع ضمن الشبكة الحلقية لهذه المواقع الأربعة الكبرى. هناك خطر كبير في فرع محطة القاعدة. إذا انقطع كابل الألياف الضوئية، فستتعرض هذه المحطة لخطر انقطاع الخدمة. وعندما يجري المستخدمون مكالمات بالقرب من هذه المحطة، قد يجدون أن إشارة الهاتف المحمول قوية، لكنهم لا يستطيعون إجراء المكالمة. تشير الإشارة الكاملة إلى الإشارة المتصلة بهوائي المحطة القاعدية. وقد قامت وحدة RRU ووحدة BBU بمعالجة الإشارة ونقل البيانات إلى شبكة PTN. ونظرًا لانقطاع كابل الألياف الضوئية، لا يمكن توصيل بيانات الإرسال عبر شبكة PTN إلى المحطة القاعدية التالية، ولا يمكن للبيانات الدخول إلى مركز تجميع البيانات، ولا يمكن إرسال بيانات الإشارة إلى الموقع المستهدف حتى يتم إعادة لحام كابل الألياف الضوئية.

لذلك، ولتجنب الوضع المذكور أعلاه، يتعين تغيير محطة القاعدة الفرعية التابعة لمحطة القاعدة الحلقية بحيث تنضم إلى بنية الشبكة الحلقية؛ ومن ثم، فمن الضروري ربط أقرب محطتي قاعدة في شبكة المحطات الحلقية بواسطة كبلين من الألياف الضوئية.

4. الخلاصة:

تعد شبكة المحطات القاعدية الحلقية حلاً تقنيًّا يربط المحطات القاعدية عبر بنية حلقية بهدف تحسين التكرار والموثوقية والتحمل للأعطال في الشبكة. ويمكن لحل شبكة المحطات القاعدية الحلقية أن يوفر خدمات عالية الموثوقية والكفاءة لشبكة الاتصالات من خلال التصميم المتكرر، وآلية الاستعادة السريعة، والإدارة الذكية، وغيرها من التدابير.