ما هو نظام الهوائي الموزع (DAS)؟

مع مرور كل يوم، تعمل التطورات في التكنولوجيا على ترقية البنية التحتية ووظائف العمل لشبكات الاتصالات المتنقلة communication. فمنذ إدخال الجيل الأول، ونحن نشهد ثورات كبيرة في عالم الاتصالات الخلوية ليس فقط من حيث التعديلات التقنية ولكن أيضًا من حيث الأداء والتحسينات الهيكلية. وللأسف، لم يتمكن كل جيل من الأجيال الخلوية من تلبية متطلبات المستخدمين المتزايدة من حيث السرعة والتغطية والسعة بشكل كافٍ. شبكات الجيل الخامس الخلوية تعد بإبهار العالم بأسره بميزاتها وخدماتها غير الحقيقية. وقد بدأت معظم المؤسسات والشركات الكبرى بالفعل في العمل على أفكار يمكنها الاستفادة من أقصى قدر من المكاسب الإنتاجية من الحلول التكنولوجية الناشئة لشبكة الجيل الخامس. أحد الحلول الأكثر ابتكارًا وفعالية من حيث التكلفة التي تقدمها تقنية الجيل الخامس لتوفير توصيل إشارات متناسق وتسهيل وصول أكبر عدد ممكن من العملاء هو مفهوم نظام الهوائي الموزع (DAS). والآن، ما هو نظام الهوائي الموزع (DAS) وكيف يعمل؟ للحصول على هذه الإجابات، دعونا نتعمق أكثر في تفاصيل هذه المقالة.

ما هو نظام الهوائي الموزع؟

يتكون نظام الهوائي الموزع، المعروف أيضًا باسم DAS، من هوائيات متعددة يتم نشرها في مواقع مختلفة لتوفير تغطية لاسلكية متسقة لنفس المنطقة مع موثوقية إضافية. يُستخدم هذا النظام بشكل أساسي لحل مشاكل البقع المعزولة ذات التغطية الضعيفة في منطقة ما والتي تعيق مستخدمي الهاتف الخلوي من التواصل مع أشخاص آخرين أو الوصول إلى خدمات الشبكة بشكل صحيح. إن هوائيات DAS استخدام الترددات المرخصة للناقل لإرسال واستقبال الإشارات التي تؤدي إلى تحسين توصيل خدمة الصوت والبيانات لمستخدمي الحافة. تمتلك هوائيات DAS طاقة إجمالية مخفضة لتجنب تداخل الإشارات مع بعضها البعض.

كيف يعمل نظام DAS؟

يوفر نظام DAS إشارات إلى مناطق التغطية الضعيفة من خلال استخدام مقرنات اتجاهية للترددات اللاسلكية (RF) ومضخمات لاسلكية تقوم بتقسيم وتضخيم إشارة المصدر للوصول إلى الهوائيات الموزعة التي توفر وصول الشبكة إلى المستخدمين النهائيين. في بعض السيناريوهات، يستخدم نظام DAS مزيجًا من الكابلات المحورية منخفضة الخسارة وكابلات الألياف البصرية (باستخدام تقنية الراديو عبر الألياف) لتقسيم الإشارات بين الهوائيات. في نظام DAS، تتعدد هوائيات 4G المثبتة في السقف في طوابق مختلفة من المبنى لتوسيع نطاق التغطية الخلوية اللاسلكية. يتألف نظام DAS البسيط من مكونين لتشغيله، كما هو موضح على النحو التالي:

1. مصدر الإشارة

يعمل نظام الهوائي الموزع بطريقة يقوم بتوزيع الإشارات على الهوائيات ولا يقوم بنفسه بتوليد إشارات لاسلكية. في الواقع، يحتاج إلى مصدر إشارة يولد ويغذي الإشارات اللاسلكية إلى مجموعة من الهوائيات الموزعة. هناك ثلاثة أنواع من مصادر الإشارة المستخدمة في نظام الهوائيات الموزعة اعتماداً على متطلبات التركيب:

• خارج الهواء (حيث يوجد مصدر الإشارة على السطح): يستخدم مصدر إشارة خارج الهواء مصدر إشارة خارج الهواء هوائي متبرعيقع على سطح المبنى الذي يستقبل وينقل الإشارات اللاسلكية من شركة اتصالات خلوية. وهو مصدر الإشارة الأكثر فعالية من حيث التكلفة إذا كانت الإشارة في الهوائي المانح عالية القوة والجودة.
• محطة الإرسال والاستقبال القاعدية في الموقع (BTS): تعمل BTS/العُقيدات/العُقيدات الإلكترونية في الموقع بنفس طريقة عمل الأبراج الخلوية. يتم توصيل BTSs، التابعة لشركات الاتصالات الخلوية المختلفة، بالشبكة الأساسية لمشغلي الهواتف المحمولة الخاصة بهم من خلال كابل ألياف ضوئية تنشره شركة الاتصالات نفسها. في المناطق المزدحمة (مثل الأسواق والملاعب وغيرها)، قد يتم توصيل كل هوائي موزع إلى BTS منفصل، لوجود مشغل اتصالات منفصل، لتوفير تغطية الخدمة لآلاف الأشخاص في وقت واحد. تعتبر أنظمة DAS، التي تحتوي على مصدر إشارة BTS في الموقع، باهظة الثمن وتستغرق وقتًا أطول في النشر.
• الخلايا الصغيرة: على عكس الخلايا الكلية التقليدية التي تتكون من محطة قاعدية واحدة، تجلب تقنية الجيل الخامس أحدث تقنيات نشر الخلايا التي تسمى الخلايا الصغيرة بما في ذلك خلايا البيكو وخلايا الفيمتو وخلايا النانو والخلايا متناهية الصغر. يمكن نشر هذه الخلايا الصغيرة فوق الطبقة الحالية من الخلايا الكلية في المواقع التي لا تصل إليها إشارات أبراج الخلايا الكلية، مثل حافة الخلية، لتوسيع نطاق تغطية الخلايا الكلية. للاتصال والتشغيل بشكل صحيح، تتطلب الخلايا الصغيرة اتصالاً موثوقاً بالإنترنت.

مصدر الإشارة هو الجزء الأكثر أهمية في نظام DAS حيث تعتمد حدود أداء هذا النظام على مصدر الإشارة. إذا كان مصدر الإشارة جيدًا، فسيكون لنظام DAS تغطية وسعة محسّنة. في حين أنه إذا كان مصدر الإشارة غير فعال، فلن يكون أداء توصيل نظام DAS كافياً بما فيه الكفاية. بعبارة أخرى، يمكننا تحديد أداء نظام DAS من مصدر الإشارة الذي يستخدمه. وعلاوة على ذلك، فإن نوع مصدر الإشارة يُظهر أيضًا نوع الإشارة التي يوزعها نظام DAS مثل مصدر إشارة 5G سيمكن نظام DAS من توصيل إشارات 5G.

2. نظام التوزيع

نظام التوزيع هو ذلك الجزء من النظام الذي يستقبل الإشارة الخلوية من مصدر الإشارة ثم يقوم بتوزيعها في جميع أنحاء المبنى أو المنطقة. يقوم نظام التوزيع بتضخيم إشارة المصدر وتوزيعها وإعادة بثها في جميع أنحاء منطقة التغطية. تنقسم أنظمة التوزيع إلى أربعة أنواع تشمل:

• نظام نشط: يمكن لنظام DAS النشط تحويل إشارات التردد اللاسلكي التناظرية المستقبلة من مصدر إشارة إلى إشارات رقمية يمكن توزيعها من خلال كابل الألياف البصرية أو كابل إيثرنت. ويتم إجراء هذا التحويل بواسطة "وحدة رئيسية" تعد أهم مكون في هذا النظام.
• نظام سلبي: يستخدم نظام DAS السلبي أجهزة التردد اللاسلكي السلبي مثل المقرنات، والكابلات المحورية، والمقسمات، والمقسمات، والصنابير لتوزيع الإشارات عبر منطقة أو مبنى.
• نظام رقمي: تقوم أنظمة DAS الرقمية بتحويل الإشارات المستقبلة إلى شكل أصفار وآحاد والتي يمكن أن تنتقل بعد ذلك عبر كابل الألياف وكابل إيثرنت للتوزيع في المستقبل. ويتم هذا التحويل عن طريق وحدة النطاق الأساسي (BBU) التي تعد مكوناً أساسياً في هذا النظام ويتم توصيلها مباشرة بوحدة رئيسية دون الحاجة إلى تحويل تناظري إلى رقمي.
• نظام هجين: يستخدم نظام DAS الهجين ميزات كل من أنظمة DAS النشطة والسلبية. في هذا النظام، لا يتم ربط وحدة الراديو عن بُعد بالهوائيات مما يسمح للنظام باستخدام كابل الألياف وكذلك كابل الإيثرنت لنقل الإشارات في جميع أنحاء منطقة التوزيع.

تطبيقات DAS

يتوفر نظام DAS في تصميمات متعددة حسب متطلبات التطبيق مثل الاستخدامات الداخلية أو الخارجية. هناك العديد من مجالات تطبيق نظام DAS حيث يمكن استخدامه لتوفير تغطية لاسلكية مثل المطارات والمستشفيات والملاعب والفنادق ومباني المكاتب وأنفاق الطرق ومترو الأنفاق والأسواق وغيرها. تعتمد مواضع تركيب نظام DAS على المنطقة ومتطلبات التغطية الخاصة بها.