کابل کشی
زمان تخمینی مطالعه: 7 دقیقه
با ارتقای سلول‌های ماکرو به سلول‌های کوچک
نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی با وعده تحولات بزرگ به دنیای شبکه‌های ارتباطی سیار وارد شد. نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی فرصت‌های اقتصادی جدیدی به‌وجود آورده که نقش مهمی بر توسعه اجتماعی داشته و خواهد داشت. با این‌حال، ارائه‌دهندگان خدمات ارتباطی تنها در صورتی قادر به استفاده از مزایای درخشان این فناوری هستند که در اولین گام زیرساخت‌های پایه این فناوری که سلول‌های کوچک هستند را راه‌اندازی کنند. به بیان دقیق‌تر، ما به راه‌حل‌های جدیدی در ارتباط با کابل‌کشی فیبرنوری نیاز داریم. عامل‌های مختلفی در توسعه، راه‌اندازی و استقبال از نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی تاثیرگذار هستند، با این‌حال پنج عامل مهم زیر نقش کلیدی در این زمینه دارند:
– تقاضای رو به رشد جهانی برای خدمات تلفن همراه.
– توسعه مداوم فناوری‌های سلولی.
– ظهور موارد استفاده و کاربردهای جدید.
– توسعه استانداردهای جهانی
– در دسترس بودن باندهای فرکانسی جدید برای نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی که پیش از این توسط دولت‌ها و برخی از سازمان‌ها رزرو شده بودند.
سلول‌های رادیویی کوچک، نقش تعیین کننده‌ای در توسعه تدریجی شبکه‌های تلفن همراه غالب مثل 4G/LTE و 5G دارند. آن‌ها می‌توانند اتصالات با پهنای باند بالا و تاخیر کم را پیاده‌سازی کنند که از ویژگی‌های ذاتی و درخشان نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی به شمار می‌روند.
موقعیت منحصر به فرد
اپراتورهای شبکه تلفن همراه، موقعیت خاص و منحصر به فردی نسبت به گذشته دارند، زیرا می‌توانند از زیرساخت‌ها و شبکه‌های موجود فعلی استفاده کنند و با اعمال برخی تغییرات در سایت‌های فعلی، کاربردهای جدیدی برای آن‌ها تعریف کنند و سایت‌های جدید 5G را پیاده‌سازی کرده یا سایت‌های 4G خود را گسترش دهند. برای انجام این کار، آن‌ها باید سایت‌های سلولی 4G موجود را به مولفه‌ها و فناوری‌های زیرساختی جدید و اضافی تجهیز کنند.
در گام نخست، اپراتورهای شبکه باید سایت‌های شبکه سلولی 4G خود را گسترش دهند تا بتوانند این سلول‌ها را با سلول‌های کوچک موردنیاز 5G در قالب زیرساخت شبکه ارتباطی فعلی ارتقا دهند. علاوه بر این، کارهای دیگری نیز باید انجام شود که از مهم‌ترین آن‌ها باید به بهبود وضعیت پوشش‌دهی سیگنال محلی به شکل هدفمند و کاهش زمان تاخیر با کمک هدهای رادیویی سلولی کوچک و سامانه‌های آنتن متراکم متناظر اشاره کرد.
در بحث فنی، اپراتورها باید روی دو مفهوم بسیار مهم و کلیدی آنتن‌های چند ورودی چند خروجی عظیم (MIMO) سرنام massive active multi-input multi-output antennas و شکل‌دهی پرتو (beamforming) آنتن‌های مدرن 5G با استفاده از فناوری آرایه فازی متمرکز شوند که نقش مهمی در بهبود کیفیت سیگنال‌ها و افزایش سرعت و پوشش‌دهی به طیف گسترده‌ای از مشترکان دارند. این نوآوری‌ها در تعامل با یکدیگر پوشش‌دهی بهتر شبکه و ظرفیت انتقال بهبود یافته و بهینه‌سازی مدیریت توان بین آنتن‌ها و تلفن‌های همراه را برای مرتبط ساختن مولفه‌های بالادستی و پایین‌دستی دارد. در بحث پرتو، ایستگاه پایه، پرتوهای بسیار متمرکزی را برای تک تک کاربران ارسال می‌کنند که تداخل با منابع دیگر را به حداقل می‌رساند و از نرخ‌های داده بالاتری پشتیبانی می‌کند که پیش از این در دسترس قرار نداشتند. همچین، به لطف مدیریت بهبودیافته مصرف انرژی، فرآیند تخلیه باتری در سمت دستگاه نهایی به شکل قابل‌توجهی کاهش پیدا می‌کند.
فیبر از فناوری‌های موردنیاز و مهم مجازی‌سازی است
نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی همگام با فشرده‌سازی عملکردهای شبکه در حال تکامل است. شبکه دسترسی رادیویی متمرکز و مجازی (C-RAN، V-RAN) سرنام Centralized and Virtual Radio Access Network نقش مهمی در این زمینه دارد. ساختار کلیدی RAN به شکل C-RAN است که واحد/شبکه باند پایه BBU سرنام Band Unit Base را از هدهای رادیویی یا همان مرکز کنترل راه دور RRHs سرنام Remote Radio Heads جدا می‌کند، شبکه باند پایه هوشمند را در یک مکان مشترک مرکزی قرار می‌دهد و RRHs را که به لحاظ معماری ماهیت ساده‌ای دارد در سایت‌های دسترسی به شکل پراکنده پیاده‌سازی می‌کند. به طور کلی، شبکه دسترسی رادیویی بیشتر در ارتباط با شبکه باند پایه از فیبرنوری استفاده می‌کند، اما لینک‌های بی‌سیم PtP برای معماری‌هایی که نیازمند تراکم بسیار بالا هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
بر مبنای توضیحی که ارائه کردیم باید بگوییم که واحدهای باند پایه (BBUs) از طریق گروه‌بندی سایت‌های سلولی نزدیک به یکدیگر در مرکز شبکه ساخته شده و در قالب یک مخزن با یکدیگر کار می‌کنند.
مزیت بزرگی که پیاده‌سازی و تعریف مخزن/ استخر (Pool) در اختیار ما قرار می‌دهد، توانایی رسیدگی و پاسخ‌گویی به تقاضای بالاتر برای ظرفیت‌های موردنیاز فیبرنوری و اتصال واحدهای باند پایه متمرکز به تجهیزات رادیویی HF از طریق گسترش اتصال فرونتهال (fronthaul) در مسافت‌های 10-20 کیلومتر به‌جای 100-200 متر است. البته، مسافت تحت پوشش به این شیوه به میزان تقاضا برای فیبرنوری و بار ترافیکی شبکه بستگی دارد. به‌طور کلی، پیشرفت‌ها و بهبودهایی که در توپولوژی‌ها اعمال می‌شوند اجازه می‌دهند تا شبکه‌های سریع‌تر، انعطاف‌پذیرتر و مقیاس‌پذیرتر را بسته به بار ترافیکی شبکه تعریف کنیم.
گسترش متوالی و یکپارچه کردن سایت‌های پراکنده 5G با زیرساخت فعلی شبکه‌های 4G/LTE
اکوسیستم سلول‌های کوچک
در حالی‌که نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی امکانات کاربردی جدیدی را ارائه می‌دهند، اما فرصت‌ها و چالش‌های مختلفی برای اپراتورهای شبکه تلفن همراه (MNOs) سرنام mobile network operators به‌وجود می‌آورند. یکی از آن‌ها که هم چالش و هم فرصت است، تراکم بالای این شبکه‌ها است. اپراتورهای شبکه تلفن همراه باید به شکل قابل توجهی هم‌بندی‌های (توپولوژی‌های) متراکم‌تر را با سلول‌های رادیویی کوچک پیکربندی و پیاده‌سازی کنند تا بتوانند به سرعت و ظرفیت انتقال بالاتر داده‌ها دست پیدا کنند.
در بخش بالادستی، ما شاهد افزایش تقاضا برای کابل‌کشی فیبرنوری با کارایی بالا در ارتباط با سلول‌های ماکرو و سلول‌های کوچک هستیم
در ارتباط با نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی ما نیازمند آنتن‌هایی هستیم که 20 تا 50 برابر بیشتر از شبکه‌های 4G/LTE هستند. پرسش مهمی که در این زمینه مطرح می‌شود این است که چرا تعداد آنتن‌های ما چند برابر شده است؟ در پاسخ باید بگوییم که 5G بر مبنای طول موج‌های کوتاهی کار می‌کند که نباید فاصله بین آن‌ها زیاد باشد. در ارتباط با برنامه‌های پهن‌باند سیار پیشرفته eMBB سرنام Enhanced Mobile Broadband، سلول‌های کوچک بسته به نوع محیط، هم در باند متوسط و هم در باند میلی‌متری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سلول‌های کوچک با باند متوسط (فرکانس‌های 3.5 گیگاهرتز یا کمتر از 6 گیگاهرتز) برای مناطق شهری با تراکم بالا مناسب‌تر هستند. به‌طور معمول، اپراتورهای شبکه تلفن همراه در مناطق پر رفت و آمد مانند استادیوم‌ها، فرودگاه‌ها و مناطقی که قرار است وای‌فای عمومی ارائه کنند از امواج میلی‌متری 28، 33، 66 گیگاهرتز استفاده می‌کنند. علاوه بر این، سلول‌های کوچک با امواج میلی‌متری کاربرد مهم دیگری نیز دارند که به اپراتورها اجازه می‌دهند تا خدمات دسترسی بی‌سیم ثابت (FWA) سرنام fixed wireless access یا برنامه‌های کاربردی انعطاف‌پذیری که مشترکان شبکه ثابت و سیار به آن‌ها نیاز دارند را در اختیارشان قرار دهند. در شکل زیر تراکم سلولی موبایل را مشاهده می‌کنید.
نمودار فشرده‌سازی سلولی در فرآیند آماده‌سازی زیرساخت‌های نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی در مراکز شهرها را مشاهده می‌کنید. منبع این تصاویر سازمان FTTH Council Europe است.
بدون دیدگاه