تعرف على تقنية النطاق العريض Lte

AlSanaa · 20 أكتوبر 2016، 5:18ص

بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

إخوتي المهندسين والمهندسات؛

:: روّاد مُنتدى المُهندس ::
في رحاب الهندسة الكهربائيّة، وهندسة الشّبكات والاتّصالات تحديدًا؛
مقالٌ عسى أن يكون نافعًا.

تعرف على تقنيةالنطاق العريض Lte

/

تعرف على تقنية النطاق العريض Lte

الـ LTE وهو اختصار لـ Long Term Evolution هو معيار من أحدث معايير الاتصالات اللاسلكية ذات النطاق العريض التي تعتمد على بروتوكول الإنترنت IP، وهي مصممة لتدعم وبشكل فعال الاتصال المبني على حزم البيانات، وتم تطويره من قبل منظمة 3GPP ليكون من ضمن معايير الجيل الرابع 4G.

تتكون شبكة الـ LTE من مكونين رئيسيين هما E-UTRAN و EPC، الـ E-UTRAN يتكون من محطات الارسال والاستقبال المتطورة أو مايسمى اختصارا بالـ eNB، وهي تختلف عما قبلها من محطات الجيل الثاني 2G والثالث 3G حيث أنها تقوم بعمليات أكثر تعقيدا من سابقتها لنقل بيانات المستخدم ومعالجتها وتحويلها والقيام ببث بعض الرسائل للتحكم، أما الـ EPC فهي تعتبر قلب الشبكة ومقر عمليات الإدارة والتحكم لها ومركز التواصل مع غيرها من الشبكات، ومن أهم الفروقات بينها وبين شبكات الجيل الثاني 2G والثالث 3G أن في 3G و2G هناك حاجة لشبكتين منفصلتين هما Circuit-switched والتي هي تستخدم لنقل الصوت و Packet-switched والتي هي تستخدم لنقل البيانات، بينما في الـ LTE لانحتاج إلا إلى شبكة واحدة هي Packet-switched المعتمدة على بروتوكول الإنترنت IP ، وهذا ماجعل الشبكة ذات بنية مسطحة مع عدد أقل من المكونات، لتتمتع بسرعة عالية.

أما عن مواصفات وأداء شبكة الـ LTE، فهي تستخدم تقنيات حديثة مثل MIMO و OFDM رفعت من أداء الشبكة بشكل كبير،فالسرعة في الـ Downlink تتراوح من 100 إلى 326 ميغابايت بالثانية؛ بحيث تعتمد على عدد الهوائيات المستخدمة في المرسل والمستقبل وكذلك طريقة التضمين، أما في الـ Uplink فتتراوح السرعة من 50 إلى 86 ميغابايت بالثانية. وأما عن نوعية البيانات المستخدمة فهي جميعها عبارة عن حزم بيانات packet switched data سواء للصوت أو الفيديو أو أي نوع من البيانات. أما عرض النطاق الترددي المستخدم فهو يتراوح من 1.25 إلى 20 ميغاهيرتز.

امتلاك شبكة الـLTE لهذه المواصفات جعلها ملائمة جدا للبيانات والوسائط اللتي تتطلب سرعات عالية، وأيضاً ملائمة لجميع التطبيقات المعتمدة على بروتوكول الإنترنت IP مثل خدمة البث التلفزيوني الرقمي باستخدام بروتوكول الإنترنت IPTV))، وكذلك نقل الصوت باستخدام بوتوكول الإنترنت VoIP))، وغيرها من الخدمات المبنية على بروتوكول الإنترنت IP

الجدير بالذكر أن هناك معيار آخر منافس للـ LTE، أطلق منه العديد من الإصدارات، الإصدارات الأخيرة منه تدرج من ضمن معايير الجيل الرابع، وهو معيار الواي ماكس WiMAX (رمزه الرقمي 802.16 من قبل منظمة (IEEE، وهو يعتبر منافس قوي جدا للـ LTE من ناحية المواصفات التي يقدمها، إلا أن معظم شركات الاتصالات تبنت معيار الـ LTE لسهولة الانتقال له نسبيا من ناحية توفر البنية التحتية، لأنه يعتبر امتداد وتطوير لمعيار الـ GSM المستخدم حاليا، بينما الواي ماكس فأتى كنسخة مطورة واسعة النطاق للـ WI-FI.

…

إعداد: إعداد الطالبين: يوسف بن صالح الشايع و ياسر بن سعد الجنوبي.

تنويه : هذا المقال هو بالتعاون مع الدكتور باسل السدحان أستاذ مقرر شبكات الاتصالات بقسم الهندسة الكهربائية بكلية الهندسة بجامعة الملك سعود في نشر مقالات الطلاب في الموقع.

المصدر/ عالم التقنية.

إن شاء الله تعالى يُتبعُ…

وفقكم الله.

AlSanaa · 20 أكتوبر 2016، 5:33ص

بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

إخوتي المهندسين والمهندسات؛
وجدتُ هذا الموضع المُشابه فيا لمُحتوى؛
فرأيتُ أن أجعلهُ تمام ما ابتدأته.

:: من اهم ميزات هذه التقنية او معيار LTE هي :::

•زيادة الانتاجية ونقل البيانات بسرعة اكبر
•ذات كمون منخفض
•التوصيل والتشغيل
•تحسين استخدامات المستخدمين
•انخفاض تكاليف التشغيل
•سلس

مبدأ عمل LTE والتقنيات الرقمية التي يعتمد عليها في الشتغيل والعمل :Lte

يعمل LTE في نقل البيانات صوت وصورة في خلية دائرة نصف قطرها بدعم يصل إلى 100km بحيث تحتوي على محطة قاعدة BS ,ويستخدم تقنية و ترميز OFDM لإصدار الإرسال في الوصلات الهابطة والصاعدة لنقل البيانات حيث تعزز مرونة الطيف وفعالية التكاليف.علاوة على ذلك فإن شبكات LTE تتوافق مع التقنيات السابقة مثل GSM و UMTS التي تفيد في انخفاض تكاليف التشغيل وتغطية اوسع و تعمل دون انقطاع حيث حيث تؤمن عملية نقل من محطة الى اخرى “هاند اوفر” بشكل سلس ومرن بدون اي انقطاع او مشاكل.

نظرة على تقنية الجيل الرابع 4G والجيل الثالث 3G والفروق بينهما :

أغلب مستخدمي الجوالات يعرفون ما هو الـ 3G وهو عبارة عن معايير شبكة اتصالات تسمح بسرعات أكبر لنقل البيانات من فيديو وصوت وصورة ونص. الجيل الجديد من معايير الاتصالات هو الـ 4G وهي عبارة عن معايير جديدة ومختلفة لنفس الهدف ولكن بتحسينات كثيرة، وهذا ما سنتعرف عليه في هذه المقالة.

المعايير

الـ 4G ما زال تقنية حديثة، لذلك المعايير العالمية ما زالت في محل خلاف، وستجد كل دولة وكل شركة لها معاييرها الخاصة في تطبيق الجيل الرابع من شبكات الجوالات، أشهر المعايير المستخدمة هي LTE و WiMax و هناك تنافس بينهم.

السرعة

أول تحسين تقدمه شبكات الـ 4G هو بالطبع السرعة، حيث تعد التقنية الجديدة بتقديم سرعة نقل بيانات أسرع بـ 4 إلى 10 مرات من الـ 3G. يصعب إعطاء أرقام هنا بحكم أن سرعة الـ 3G القصوى غير ثابتة وتختلف من دولة لدولة، ولكن بشكل عام، الـ 4G سيكون أسرع بعدة مرات بأي حال من الأحوال.

تحسينات أخرى

السرعة هي أكثر ما يهمك كمستخدم عادي، ولكن المعايير الجديدة ستقدم عدد من التحسينات الأخرى مثل أمن وحماية أكثر، تبديل أفضل بين الأبراج والشبكات، تجوال دولي أفضل، معدل بيانات أعلى، وغيرها من التحسينات.

التوفر

التقنية متوفرة الآن ولكن بشكل محدود جداً وفي مناطق محدودة في بعض الدول، وهي ما زالت جديدة حيث أن الـ 3G ما زال هو المسيطر والمنتشر. ويتوقع أن يبدأ انتشار الـ 4G في 2011 أو 2012. وبالطبع انتشارها بشكل كامل سيستغرق وقتاً طويلاً، لأن تحديث الشبكات مهمة ليست بالسهلة على شركات الاتصالات.

المتطلبات

كما أنك بحاجة لجوال 3G لاستخدام شبكة 3G. أنت بحاجة لجوال 4G لاستخدام شبكة 4G، وغني عن القول أن هذا أمر نادر جداً حالياً. في تاريخ كتابة هذه المقالة، لا يوجد إلا موديل أو موديلين بخاصية الـ 4G. طبعاً الأمر لا يقتصر على الجوالات فقط، ولكن على كروت الشبكات وأجهزة اللاب توب وأي جهاز آخر يستخدم شبكات الاتصالات.

في الفترة الأولى من صدور التقنية الجديدة لن تلاحظ الكثير من التحسن مقارنة مع الـ 3G، ولكن مع الوقت، ومع توسعة شبكات الشركات وضبط المعايير، ستبدأ الفوارق والخصائص تبرز لصالح الـ 4G. حيث يتوقع أن تنتشر الشبكات الجديدة في المنازل وتكون حلاً مناسباً للاستخدام المنزلي كبديل للـ دي اس ال و الكيابل خصوصاً لمن يجد صعوبة في توصيلها لمنزله.

– تقنية LTE والشركات :

شهد عالم الاتصالات تطوراً متسارعاً في التقنيات والإمكانات والشركات المحترفة الناجحة هي تلك الشركات التي يحرص القائمون عليها على اللحاق بالركب وأن تكون شركاتهم في مقدمة من يوفرون آخر ما تتوصل إليه تكنولوجيا الاتصالات وشركة موبايلي فرضت نفسها خلال الفترة الماضية أنموذجاً يحتذى به عند الحديث عن ملاحقة التقنية وتقديم أحدثها للمشتركين.

– تقنية LTE ظهرت مؤخرا في سوق الاتصالات العالمي :

LTE هي تقنية جديدة وتعتبر امتدادا للأجيال السابقة للهاتف المتحرك والتي بدأت بالجيل الأول أو ما كان يعرف هنا في المنطقة بالهاتف السيار والجيل الثاني GSM وهو الغالب انتشارا على المستوى العالمي والذي ابتدأ انتشاره في اوائل التسعينيات الميلادية، وهذا الجيل تميز عند ظهوره عن الجيل الأول بكونه تقنية رقمية ذات جودة أفضل وذات سعات أكبر وأمان أكثر مما كان عليه الجيل الأول ,وبعد فترة من النجاح وجد أن الجيل الثاني لا يفي ببعض المتطلبات التي فرضها التطور السريع في عالم الاتصالات تقنية المعلومات وخصوصا ما يخص البيانات لذلك تم تطوير الجيل الثالث.

كما أن الجيل الثالث بحد ذاته أصبح له عدة أطوار من ناحية الامكانيات والسعات بدأت بالجيل الثالث 3G ثم تطورت إلى الجيل الثالث والنصف 3.5 G) HSDPA) ثم استحدث الجيل الثالث والنصف المطور 3.75 G وهي تقنية HSPA والتي تم تطويرها لاحقا إلى HSPA+ والمعمول بها حاليا من قبل موبايلي والتي تتيح سرعات تصل إلى 21.6 ميغابت في الثانية. وما يميز الجيل الثالث عن الجيل الثاني هو انه تقنية مختلفة CDMA مقابل TDMA، أيضا الجيل الثالث يوفر سرعات وسعات أكبر بكثير من تلك التي يوفرها الجيل الثاني. الا انه مع تزايد الطلب لخدمات النطاق العريض عبر شبكات الهاتف المتحرك وازدياد استخدامات الهواتف الذكية (مثل iPhone) بشكل كبير جدا نظرا للإمكانيات الكبيرة التي وفرتها شبكات الجيل الثالث وما بعده، أصبح من الضروري تطوير تقنيات جديدة لتوفير السعات والسرعات الكافية مستقبلا لأن الجيل الثالث قد لا يفي بالمتطلبات المتزايدة والكبيرة على المدى الطويل.

ومن ذلك تبنت مؤسسات التقييس المتخصصة تقنية الجيل الرابع Long term evolution أو ما تعرف اختصارا ب LTE وهي تقدم سرعات عالية جدا بتقنية مختلفة OFDMA باستخدام ترددات يصل عرضها إلى 20 ميجاهرتز في مراحلها الأولى بنطاقات مختلفة، وتصل سرعات الجيل الرابع في مراحله الأولى إلى 173 ميجابت بالثانية، وفي مرحلة مستقبلية سيتم زيادة هذه السرعات لتصل إلى 326 ميجابت بالثانية وفي مرحلة متقدمة جدا إلى ستصل إلى 1 جيجابت بالثانية، وستوفر تلك التقنية السعات الكافية المستقبلية على الأمد البعيد لخدمات النطاق العريض عبر شبكات الهاتف المتحرك والتي ابتدأت بشبكات الجيل الثالث وما بعده. الجدير ذكرة ان شبكات الجيل الثالث وما بعده، أحدثت ثورة في عالم الاتصالات وتقنية المعلومات فيما يخص النطاق العريض مشابهة لتلك التي احدثتها شبكات الجيل الثاني GSM في التسعينيات الميلادية للمكالمات الهاتفية.

فيديو تعريفي لتقنية LTE :

( 1 )

httpv://www.youtube.com/watch?v=XkBDTxn0D-U

( 2 )

httpv://www.youtube.com/watch?v=QxLvKgsycc8

( 3 )

httpv://www.youtube.com/watch?v=qTyf_JyBwYE

…

المصدر/ ( بايتات ) التقنية كما تحبها.

إن شاء الله تعالى يكن لقاء جديد في رحاب أحد فُروع الهندسة الكهربائيّة.

وفقكم الله.