تم فك تشفير 5G Fronthaul: دليل كامل لـ FTTA من BBU إلى RRU

1. نقطة البداية: BBU في غرفة التحكم

يبدأ كل رابط FTTA من وحدة النطاق الأساسي (BBU)، والتي توجد عادة في ملجأ، أو غرفة معدات، أو خزانة خارجية. BBU مسؤولة عن معالجة الإشارات الرقمية للنطاق الأساسي، وإدارة موارد الراديو، والتفاعل مع الشبكة الأساسية.

• معايير الواجهة:تستخدم معظم وحدات BBU CPRI (واجهة الراديو العامة العامة) أو eCPRI الأحدث للتواصل مع الوحدة البعيدة. تحدد هذه البروتوكولات معدل البيانات، والتأطير، ومتطلبات التوقيت.

• الإخراج البصري:ترسل وحدة BBU إشارات بصرية عبر أجهزة إرسال واستقبال صغيرة الحجم قابلة للتوصيل (SFP/SFP+). أنواع المنافذ الشائعة هي LC مزدوج لـ CPRI القديم (حتى 10G)، وبشكل متزايد، واجهات 25G التي تتطلب وصلات ألياف عالية الأداء.

الوجبات الجاهزة الرئيسية:غرفة التحكم هي "عقل" الموقع. ومن هنا تبدأ الإشارة الضوئية رحلتها نحو الهوائي.

2. كابل الألياف الخارجي – أطول رحلة

بمجرد مغادرة الإشارة لوحدة BBU، يجب أن تنتقل إلى RU، والتي قد تكون موجودة على بعد عدة مئات من الأمتار -أو حتى كيلومترات في بعض البنيات الموزعة. وسيلة هذه الرحلة هي كابلات الألياف الضوئية الخارجية.

لماذا لن يعمل الكابل الداخلي العادي:

• يجب أن يقاوم الكابل الخارجي الأشعة فوق البنفسجية ودرجات الحرارة القصوى (–40 درجة إلى +70 درجة) والرطوبة والضغط الميكانيكي (قوى الشد والسحق).

• غالبًا ما يشتمل على درع (فولاذ أو FRP) للحماية من القوارض والحفر العرضي.

أنواع الألياف النموذجية لـ FTTA:

• G.652.D (الوضع الفردي القياسي) لمعظم الروابط.

• G.657.A2 (غير حساس للانحناء) للمساحات الضيقة مثل حوامل الكابلات أو العبوات الضيقة.

نصيحة احترافية:بالنسبة للجري لمسافات طويلة في الهواء الطلق، استخدم الكابلات المانعة للماء (الجافة أو الهلامية) والأغلفة المقاومة للأشعة فوق البنفسجية (عادةً البولي إيثيلين الأسود). تستخدم العديد من عمليات نشر FTTA أيضًا الكابلات الهجينة التي تجمع بين الألياف والنحاس لتوفير الطاقة عن بُعد، ولكن الألياف النقية لا تزال هي الأكثر شيوعًا.

3. صندوق المحطة متعدد المنافذ – نقطة توزيع الألياف

عندما يحتاج كبل تغذية واحد إلى خدمة وحدات RU متعددة (على سبيل المثال، برج بثلاثة قطاعات)، يتم تشغيل صندوق طرفي متعدد المنافذ. عادةً ما يتم تركيب هذه العلبة القوية المقاومة للعوامل الجوية على ساق البرج، أو على الحائط، أو داخل قاعدة التمثال.

وظائف الصندوق الطرفي:

• التقسيم:يحتوي على مقسم PLC (على سبيل المثال، 1:4 أو 1:8) لتوزيع الألياف الواردة على منافذ RU متعددة.

• الإنهاء:يوفر منافذ محول مقواة (SC، أو LC، أو MPO) لاتصال التوصيل والتشغيل لإسقاط الكابلات المؤدية إلى كل RU.

• حماية:مختومة بـ IP68 لمنع الغبار والماء؛ غالبًا ما يتضمن تخفيف الضغط للكابلات الواردة والصادرة.

لماذا يهم:بدون صندوق طرفي، ستحتاج إلى كابلات تغذية فردية لكل وحدة RU-باهظة الثمن ومستهلكة للمساحة. يعمل الصندوق على دمج البنية التحتية للألياف، ويقلل التكلفة، ويبسط عملية الصيانة.

4. الاتصال الحاسم – CPRI ODVA وPDLC-DLC

بين الصندوق الطرفي وRU، وغالبًا بين BBU والكابل الخارجي، ستجد موصلات صلبة متخصصة مصممة لتحمل الاهتزازات والطقس والتزاوج المتكرر.

عائلتين مشتركتين في منطقة التجارة الحرة FTTA:

أ) CPRI ODVA (التوزيع البصري والتجميع المقاوم للاهتزاز)

• تصميم:آلية قفل تعمل بالدفع والسحب مع جسم متين مصبوب بشكل زائد. غالبًا ما يشتمل على غطاء واقي من الغبار وختم على شكل حرف O.

• نقاط القوة:مقاومة ممتازة للاهتزاز (تم اختبارها وفقًا لـ GR‑771)، وقوة سحب عالية (أكبر من أو تساوي 200 نيوتن)، وتصنيف IP68 عند التزاوج.

• الاستخدام النموذجي:اتصالات أعلى البرج بين صندوق المحطة الطرفية وRU، خاصة في المواقع الكلية ذات الرياح القوية أو حركة المرور القريبة.

ب) PDLC-DLC (LC الدفع والسحب - LC المزدوج)

• تصميم:تم تعديل موصل LC القياسي باستخدام صندوق دفع وسحب ممتد. لا داعي للضغط على المزالج الصغيرة-فقط اضغط للتوصيل، ثم اسحب لقطع الاتصال.

• نقاط القوة:أسهل للأيدي التي ترتدي القفازات، وأقل عرضة لفتح القفل عن طريق الخطأ، ومتوافقة مع محولات LC القياسية.

• الاستخدام النموذجي:التوصيلات الداخلية (جانب BBU) أو التوصيلات الخارجية في البيئات الأقل تطلبًا؛ شائع أيضًا في الخلايا الصغيرة.

أي واحد تختار؟

• بالنسبة للبيئات ذات الاهتزازات العالية في أعلى الأبراج وفي الهواء الطلق، فإن ODVA هو الرهان الأكثر أمانًا.

• بالنسبة لغرف التحكم أو المواقع المحمية، يوفر PDLC الراحة والتكلفة المنخفضة.

يجب إنهاء كلا النوعين من الموصلات في المصنع واختبارهما لفقد الإدخال (أقل من أو يساوي 0.3 ديسيبل نموذجي) وخسارة الإرجاع (أكبر من أو يساوي 55 ديسيبل لـ UPC، أكبر من أو يساوي 65 ديسيبل لـ APC).

5. الوجهة: الوحدة البعيدة (RU) على البرج أو السطح

وأخيرًا، تصل الإشارة الضوئية إلى الوحدة البعيدة (RU) - والتي تسمى أيضًا RRU (وحدة الراديو عن بعد) أو AAU (وحدة الهوائي النشط). يضم RU جهاز الإرسال والاستقبال (التحويل البصري إلى الكهربائي)، ومضخمات الطاقة، والمرشحات، وواجهة الهوائي.

ماذا يحدث داخل الاتحاد الروسي:

• يتم إنهاء الألياف الواردة عند منفذ موصل مقوى على RU (غالبًا ما يكون ODVA أو LC محكم الغلق).

• يتم تحويل الإشارة الضوئية مرة أخرى إلى نطاق أساسي كهربائي، ومعالجتها، وتحويلها إلى تردد لاسلكي، وتضخيمها، وإرسالها عبر الهوائي.

المتطلبات الأساسية للاتصال من جانب RU:

• خسارة إدخال منخفضة للحفاظ على نسبة الإشارة إلى الضوضاء.

• تزاوج ميكانيكي مستقر لمنع الأعطال المتقطعة بسبب الاهتزاز الناجم عن الرياح.

• سهولة الاستبدال الميداني - يجب أن يكون الفني قادرًا على تبديل وصلة المرور المعيبة بدون أدوات خاصة.

6. وضع كل ذلك معًا: سلسلة نموذجية لمنطقة التجارة الحرة لأمريكا الشمالية (FTTA).

إليك كيفية توصيل المكونات في موقع ماكرو حقيقي:

1.BBU (غرفة التحكم) ← سلك التصحيح PDLC-DLC ← لوحة محول ODVA (على جدار الملجأ)

2. يمتد الكابل المدرع الخارجي (الموصل مسبقًا بـ ODVA في كلا الطرفين) إلى أعلى البرج.

3. في أعلى البرج، يتم توصيل الكابل بصندوق طرفي متعدد المنافذ (على سبيل المثال، مقسم 1:4).

4. تنتقل أربعة كابلات توصيل ODVA من الصندوق الطرفي إلى ثلاث وحدات RU (واحدة احتياطية).

5.كل وحدة اتحادية متصلة وجاهزة لخدمة قطاعها.

الرابط بأكمله من BBU إلى RU سلبي (لا توجد إلكترونيات نشطة بينهما) وموصل مسبقًا (لا يوجد ربط حقل). يعمل هذا الأسلوب على تقليل وقت التثبيت بشكل كبير، وتحسين الجودة، وتبسيط عمليات الترقيات المستقبلية.

7. ما أهمية منطقة التجارة الحرة FTTA فيما يتعلق بأداء 5G

يقدم كل مكون في هذه السلسلة-الكبل والصندوق الطرفي والموصلات-قدرًا صغيرًا من فقدان الإدخال ونقاط الفشل المحتملة. قد يؤدي سوء اختيار الموصل أو الكابل الخارجي التالف إلى تدهور إشارات CPRI/eCPRI، مما يؤدي إلى حدوث أخطاء في البت وإعادة الإرسال وزيادة زمن الوصول. في شبكة الجيل الخامس، حيث تكون أهداف زمن الوصول في أجزاء من الثانية مكونة من رقم واحد، حتى المشكلات البسيطة في الطبقة المادية تصبح حرجة.

ولذلك، فإن فهم بنية FTTA ليس أمرًا أكاديميًا فقط-فإنه يؤثر بشكل مباشر على موثوقية الشبكة وسرعة النشر والتكلفة الإجمالية للملكية.

8.الاستنتاج

من BBU في غرفة التحكم إلى RU في البرج، كل عنصر من عناصر سلسلة FTTA لديه وظيفة محددة. يوفر كابل الألياف الخارجي مسارًا طويل المدى. يقوم الصندوق الطرفي متعدد المنافذ بتوزيع الإشارة. تضمن موصلات ODVA وPDLC اتصالات موثوقة ومقاومة للطقس. وينهي الاتحاد الروسي الرحلة بتحويل الضوء إلى موجات راديو.

عندما يتم اختيار هذه المكونات وتثبيتها بشكل صحيح، تكون النتيجة شبكة 5G قوية وجاهزة للمستقبل توفر الوعد بالسرعة العالية وزمن الوصول المنخفض والاتصال دون انقطاع.