ما هو الإرسال الخلفي بالموجات الدقيقة؟

• الإرسال الخلفي بالموجات الدقيقة (Microwave backhaul) هو نقل حركة المرور (الصوت والفيديو والبيانات) بين المواقع الموزعة ونقطة حضور أكثر مركزية عبر رابط لاسلكي.
• يمكن للمشغلين استئجار طيف الموجات الدقيقة وبناء شبكات توفر خدمات متعددة E1/T1 وSTM1/OC3 وEthernet عبر الرابط اللاسلكي، مما يوفر حلاً فوريًا وموثوقًا ومنخفض التكلفة نسبيًا للطلب العالمي المتزايد على سعة الإرسال الخلفي.
• تستخدم معظم مشغلي الهواتف المحمولة في العالم الموجات الدقيقة بالفعل كتقنية للإرسال الخلفي، وخارج الولايات المتحدة، ينتقل حوالي 70% من حركة الإرسال الخلفي عبر روابط الموجات الدقيقة.

مع استمرار نمو الطلب على الإنترنت عالي السرعة والاتصال المتنقل السلس، يصبح فهم الإرسال الخلفي بالموجات الدقيقة أكثر أهمية. ستستكشف هذه المقالة مفهوم الإرسال الخلفي بالموجات الدقيقة، وأهميته في الاتصالات الحديثة، ومزاياه وعيوبه، ودوره في مستقبل شبكات الاتصالات.

يتضمن الإرسال الخلفي بالموجات الدقيقة نقل حركة المرور (الصوت والفيديو والبيانات) بين المواقع الموزعة ونقطة مركزية عبر روابط لاسلكية. يمكن للمشغلين استئجار طيف الموجات الدقيقة لبناء شبكات توفر خدمات E1/T1 وSTM1/OC3 وEthernet عبر الرابط اللاسلكي، مما يوفر حلاً سريعًا وموثوقًا واقتصاديًا لزيادة سعة الإرسال الخلفي.

على الصعيد العالمي، يستخدم معظم مشغلي الهواتف المحمولة الموجات الدقيقة للإرسال الخلفي، حيث يعتمد حوالي 70% من حركة المرور خارج الولايات المتحدة على هذه الروابط. من المتوقع أن يستمر هذا الاتجاه نظرًا لقابلية التوسع في الموجات الدقيقة ومزاياها من حيث التكلفة مقارنة بخطوط النحاس المستأجرة وعمليات نشر الألياف الجديدة.

اقرأ أيضًا:الصين تهيمن على الحوسبة الفائقة العالمية

فهم الإرسال الخلفي بالموجات الدقيقة

الإرسال الخلفي بالموجات الدقيقةيشير إلى استخدام موجات الراديو الدقيقة لنقل البيانات بين نقاط مختلفة في شبكة الاتصالات. تُستخدم هذه التقنية بشكل أساسي لتوصيل المناطق النائية أو التي يصعب الوصول إليها بالشبكة الأساسية، مما يسهل تدفق البيانات من مواقع الخلايا إلى الشبكة الأساسية. الإرسال الخلفي بالموجات الدقيقة هو عنصر رئيسي في الشبكات اللاسلكية، مما يتيح نقل الصوت والفيديو والبيانات عبر مسافات طويلة دون الحاجة إلى كابلات مادية.

كيفية عمل الإرسال الخلفي بالموجات الدقيقة

تستخدم أنظمة الإرسال الخلفي بالموجات الدقيقة موجات راديو عالية التردد، عادةً في نطاق 6 جيجاهرتز إلى 60 جيجاهرتز، لنقل البيانات عبر الأثير. تتكون هذه الأنظمة من عنصرين رئيسيين: المرسلات والمستقبلات. تقوم المرسلات بتحويل الإشارات الكهربائية إلى إشارات موجات دقيقة، والتي يتم إرسالها عبر الأثير إلى المستقبلات. تقوم المستقبلات بتحويل إشارات الموجات الدقيقة مرة أخرى إلى إشارات كهربائية، مكملة بذلك عملية نقل البيانات.

يُسمى مسار الإرسال بين المرسل والمستقبل رابط الموجات الدقيقة. يمكن أن تمتد هذه الروابط لعدة كيلومترات وتكون عادةً في خط البصر، مما يعني أنه يجب أن يكون هناك مسار خالٍ من العوائق بين النقطتين لكي تنتقل الإشارات بفعالية. ولهذا السبب، غالبًا ما يُستخدم الإرسال الخلفي بالموجات الدقيقة في المناطق التي بها عوائق مادية قليلة، مثل المناطق الريفية أو الجبلية.

اقرأ أيضًا:مستقبل الحوسبة السحابية: استكشاف السحابة الهجينة

لماذا نحتاج إلى إرسال خلفي إضافي؟

على مدى السنوات القليلة المقبلة، سيقوم مشغلو الهواتف المحمولة بترقية شبكاتهم من الوصول الراديوي 2G/3G إلى تقنيات الوصول 4G. ستحتاج هذه الشبكات إلى توفير عرض نطاق أكبر بكثير لدعم التطبيقات الأكثر ثراءً، وسيزداد الطلب على سعة الإرسال الخلفي بشكل هندسي. تبرز أنظمة الراديو بالموجات الدقيقة كوسيلة جيدة لتوفير السعة دون قيود ميزانية مفرطة. تقوم البنية التحتية للإرسال الخلفي المتنقل بتوجيه حركة مرور الصوت والبيانات من شبكة الوصول (مواقع الخلايا) إلى الشبكة الأساسية. تم توصيل معظم مواقع الخلايا بالشبكة الأساسية عبر خطوط E1.

في بعض الأحيان، تكون هذه الخطوط مملوكة لنفس الشركة، ولكن بالنسبة للعديد من مشغلي الهواتف المحمولة، يجب استئجارها من شركة لديها خدمة لاسلكية منافسة.

بمعدل 2 ميجابت في الثانية لكل خط، تم استخدام خطوط E1 تقليديًا في مجموعات لتوفير ما يصل إلى 10 ميجابت في الثانية من سعة الإرسال الخلفي لكل موقع خلية. كانت هذه الاستراتيجية كافية لخدمات الصوت 2G وGPRSأوEDGE، لكنها غير كافية لخدمات 3G مثل HSPA وUMTS، ولن تتمكن حتى من بدء دعم خدمات 4G مثل LTE وWimax.

على شبكات 3G الحالية، تتطلب أجهزة مثل iPhone من Apple عرض نطاق أكبر بكثير من الأجهزة السابقة بسبب استخدامها المكثف للتطبيقات كثيفة البيانات. ستتطلب خدمات 4G، جنبًا إلى جنب مع الاستخدام الواسع للهواتف الذكية، المزيد من عرض النطاق من البنية التحتية المتنقلة. ستحتاج خدمات 4G هذه إلى سعة إرسال خلفي تزيد من 10 إلى 100 مرة عن التي توفرها البنية التحتية الحالية القائمة على E1.

ما هو نموذج العمل؟

يقدم الإرسال الخلفي بالموجات الدقيقة ميزة تجارية فورية ومقنعة، حيث يوفر حلاً متعدد الاستخدامات يساعد مشغلي الهواتف المحمولة على الالتزام بالميزانيات والجداول الزمنية الصارمة. يستفيد المشغلون من وقت التوصيل السريع، مما يسمح بالاستجابة السريعة لتغيرات السوق باستخدام أنظمة يمكن نشرها في غضون ساعات أو أيام. يمكن تحسين سعة هذه الأنظمة عبر البرمجيات، مما يسمح للمشغلين باتباع نهج "ادفع مع نموك". على سبيل المثال، البدء برابط منخفض السرعة (مثل 20 ميجابت في الثانية) والانتقال إلى مئات الميجابت في الثانية عبر مفاتيح ترخيص برمجية هو أمر اقتصادي وفعال، مما يقلل التكلفة الإجمالية لكل ميجابت في الثانية مع زيادة السعة.

من الممكن التوسع الإضافي من خلال تجميع السعة، مما يسمح للمشغلين بزيادة السعة إلى 1 جيجابت في الثانية أو أكثر باستخدام أجهزة راديو متعددة لنقل حركة المرور على رابط واحد. توفر قابلية التوسع هذه مزايا إضافية من حيث التكلفة، لأنها تدعم كلا من حركة TDM الأصلية وEthernet، مما يسمح للمشغلين بإدارة أنواع مختلفة من حركة المرور والانتقال بسلاسة إلى حركة مرور مركزة على IP بمرور الوقت.

تتوفر أنظمة الراديو بالموجات الدقيقة بترددات مرخصة أو غير مرخصة، مما يمنح المشغلين المرونة لتوفير خدمة خالية من التداخل لمجموعة من التطبيقات ومعدلات البيانات عبر مسافات تصل إلى 80 كم. تضمن هذه المرونة، جنبًا إلى جنب مع تقنيات تخفيف التداخل المتقدمة، خدمة بجودة المشغل مع توفر إنتاجية بنسبة 99.999%، مما يعني أقل من خمس دقائق من التوقف سنويًا.