Backhaul

خطای اسکریپتی: پودمان «AfC submission catcheck» وجود ندارد. بک هال (انگلیسی: backhaul) در یک شبکه مخابراتی سلسله مراتبی، بخش Backhaul شبکه شامل پیوندهای میانی بین شبکه اصلی یا شبکه ستون فقرات و زیرشبکه های کوچک در لبه شبکه است (مانند شبکه های خصوصی، شبکه های محلی و غیره.

رایج ترین نوع شبکه ای که بک هال در آن پیاده سازی می شود، شبکه تلفن همراه است. بک هاول یک شبکه تلفن همراه که به آن بک هاول موبایل نیز گفته می شود، یک سایت سلولی را به شبکه اصلی متصل می کند. دو روش اصلی پیاده‌سازی بک هال سیار، بک هال مبتنی بر فیبر و بک هال نقطه به نقطه بی‌سیم است. روش‌های دیگر، مانند خطوط سیمی مبتنی بر مس، ارتباطات ماهواره‌ای و فناوری‌های بی‌سیم نقطه به چند نقطه با افزایش ظرفیت و نیازهای تاخیر در شبکه‌های 4G و 5G به تدریج کنار گذاشته می‌شوند.

در هر دو تعاریف فنی و تجاری، backhaul عموماً به سمت شبکه ای اطلاق می شود که با اینترنت جهانی ارتباط برقرار می کند که با نرخ دسترسی تجاری عمده فروشی به یا در یک نقطه تبادل اینترنت یا دیگر محل دسترسی به شبکه اصلی پرداخت می شود. گاهی اوقات شبکه های میانه مایل بین LAN خود مشتری و آن صرافی ها وجود دارد. این می تواند یک اتصال WAN محلی باشد.

تلفن های همراهی که با یک برج تلفن همراه در ارتباط هستند، یک زیرشبکه محلی را تشکیل می دهند. ارتباط بین برج تلفن همراه و سایر نقاط جهان با یک پیوند بک هال به هسته شبکه ارائه دهنده خدمات اینترنت (از طریق یک نقطه حضور) آغاز می شود. بک هال ممکن است شامل قطعات سیمی، فیبر نوری و بی سیم باشد. بخش‌های بی‌سیم ممکن است شامل استفاده از باندهای مایکروویو و توپولوژی‌های شبکه‌ای و لبه‌ای باشد که ممکن است از یک کانال بی‌سیم با ظرفیت بالا برای رساندن بسته‌ها به پیوندهای مایکروویو یا فیبر استفاده کنند.

تعریف[ویرایش]

با تجسم کل شبکه سلسله مراتبی به عنوان یک اسکلت انسانی، شبکه اصلی ستون فقرات را نشان می دهد، پیوندهای بک هال اندام ها، شبکه های لبه دست و پا، و پیوندهای فردی در آن شبکه های لبه انگشتان دست و پا هستند. .

نمونه های دیگر عبارتند از:

اتصال ایستگاه های پایه بی سیم به کنترل کننده های ایستگاه پایه مربوطه.

اتصال DSLAM به نزدیکترین ATM یا گره تجمع اترنت.

اتصال سایت یک شرکت بزرگ به شبکه اترنت مترو.

اتصال نقطه فرود سیستم کابلی ارتباطی زیردریایی (که معمولاً در یک مکان دورافتاده است) با شبکه اصلی مخابرات زمینی کشوری که کابل سرویس می دهد.

فناوری های انتقال موجود برای ایجاد بک هال[ویرایش]

بک هال را می توان در انواع توپولوژی های شبکه پیاده سازی کرد برای مثال دو روشی که میتوان برای اجرای بک هال سلولی استفاده کرد بک هال فیبر نوری و بک هال های بی سیم نقطه به نقطه است

از این فناوری های انتقال می توان برای ایجاد بک هال استفاده کرد :

تکنولوژی xDSL

کابل های مسی

اتصالات رادیویی نقطه به نقطه

شبکه های نوری غیر فعال PON

تکنولوژی مایکروویو

اترنت

شبکه بک هال موبایل مقرون به صرفه استفاده از ODN موجود PON ها برای سیستم های بی سیم 5G[ویرایش]

توسعه پر رونق دستگاه های هوشمند به تکامل تکنیک های ارتباطات سیار منجر می شود در حالی که تکنیک‌های نسل چهارم (4G) اخیراً بالغ‌تر شده‌اند پس منطقی است که چالش های شبکه های بی سیم نسل پنجم (5G) را برای تقاضای پهنای باند خدمات داده تلفن همراه بررسی کنیم ویژگی های پیش بینی سیستم های 5G شامل 1000 برابر چگالی ظرفیت سیستم های 4G، حداکثر ظرفیت ده ها گیگابیت در هر ثانیه، و بهبود کارایی است. برای برآوردن نیاز چگالی ظرفیت بالا، استقرار سلول های کوچک عظیم اجتناب ناپذیر است. فیبرهای نوری دارای ویژگی های عرض باند بالا و تلفات انتقال کم هستند. از این رو استفاده از فیبرهای نوری به عنوان انتقال رسانه بین سایت های تلفن همراه و دفتر مرکزی آنهاCO مفید است. اگرچه فیبرهای نوری می توانند پهنای باند و فاصله انتقال کافی برای شبکه های بک هال سیار ارائه دهند استقرار فیبر های جدید گران است. در مرحله اولیه توسعه 5G، مشخص نیست که آیا این هزینه های استقرار می تواند در بازه های زمانی قابل قبول متعادل شودیا خیر. از این رو، جستجوی طرح های اقتصادی برای شبکه های بک هال موبایل 5G مهم هستند . شبکه‌های نوری غیرفعال (PON) به طور گسترده در دهه گذشته به کار گرفته شدند . با استفاده از سیستم‌های PON موجود، هزینه استقرار شبکه‌های بک هال را می‌توان در مرحله آزمایشی سیستم های 5G کاهش داد . با این حال، از آنجایی که بسیاری از طول موج ها به سیستم‌های PON از قبل مستقر شده اختصاص داده شده است، طول موج‌های موجود برای سیستم‌های بک هاول سیاربسیار محدود هستند. از این رو، برای برآوردن ظرفیت مورد نیاز سیستم های 5G، تکنیک مدولاسیون با راندمان طیفی بالا بسیار مهم است.مالتی پلکسی با تقسیم فرکانس متعامد (OFDM) یک تکنیک مدولاسیون است که در آن راندمان طیفی بالا و مقاومت پراکندگی وجود دارد . از طریق تکنیک دسترسی بی سیم OFDMA ، OFDM همچنین ممکن است به عنوان یک سیستم میانی بین دوران 4G و 5G مناسب باشد، که ممکن است برای سیستم های بک هال مربوطه به نرخ های داده متفاوتی نیاز باشد. تکنیک های سیستم های OFDM به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفت اگرچه OFDM می تواند بازده طیفی بالاتری را ارائه دهد، پهنای باند مفید آن هنوز با پراکندگی رنگی یک فیبر محدود است. در رفر ، دو طول موج حامل داده های یکسان با مدولاتورهای متفاوت مقادیر چیرپ برای استفاده کامل از پهنای باند دیود عکس (PD) در فواصل مختلف اتخاذ شد. با این حال، این ممکن است باعث هدر رفتن طول موج شود. در رفر، تخصیص باند تطبیقی، بارگذاری حامل فرعی، و تکنیک های بارگذاری توان برای بهینه سازی سیگنال های حامل فرعی برای فواصل مختلف انتقال استفاده می شود. از این رو، سرعت داده بالا را می توان متوجه شد. در حالی که سلول های فوق العاده جدید واقع در فواصل مختلف از CO معرفی می شوند، محاسبه پیچیده تر در انتهای فرستنده برای جبران کاهش قدرت ناشی از پراکندگی و بارگذاری بیتی حامل های فرعی OFDM مورد نیاز است این می تواند هم هزینه سیستم و هم تاخیر فرآیند را افزایش دهد. در این مقاله، یک طرح اشتراک گذاری شبکه توزیع نوری (ODN) برای یکپارچه سازی سیستم های بک هال سیار به سیستم های PON موجود پیشنهاد شده است . با استفاده کارآمد از ODN مستقر شده، هزینه های ساخت فیبرهای جدید برای شبکه بک هال موبایل را می توان کاهش داد.

معماری و تحلیل های عددی درشبکه بک هال موبایل[ویرایش]

شکل 1 معماری پیشنهادی ما را برای ادغام شبکه بک هال موبایل با شبکه PON موجود نشان می دهد. سیستم‌های PON و سیستم‌های سیار ، CO یکسانی دارند. داده‌های سرویس‌های مختلف با استفاده از حامل‌های نوری با طول‌موج‌های متفاوت منتقل می‌شوند.همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است از یک ترکیب کننده چندگانه تقسیم طول موج (WDM) برای ترکیب جریان های داده سرویس های مختلف در CO استفاده می شود . سیگنال ها از طریق ODN های سیستم های PON موجود توزیع می شوند. واحدهای شبکه نوری (ONU) سیستم های PON با پایانه های ODN انتهای آن متصل می شوند و داده های PON را دریافت کردند. برخی از گره های میانی سیار (MIN) هستند که به گره های ترمینال ODN متصل است. بسته به برنامه های مختلف، یک MIN ممکن است در همان مکان با اسپلیتر نوری واقع شود. هر MIN حداقل از یک تقویت کننده نوری (OA) و یک توری موجبر آرایه ای (AWG) تشکیل شده است . طیف سود OAطول موج سیگنال های موبایل را پوشش می دهد. AWG برای مسیریابی سیگنال ها درطول موج به سایت های مختلف تلفن همراه استفاده می شود اگر از تقویت کننده نوری نیمه هادی (SOA) به عنوان OA استفاده شود SOA و AWG ممکن است در یک جزء واحد ادغام شوند . یک کوپلر نوری ممکن است بعد از AWG بیشتر متصل شود تا از سایت های تلفن همراه بیشتری پشتیبانی کند تا نرخ داده در هر طول موج کافی باشد در اینجا، یک MIN همچنین می تواند به عنوان یک سایت تلفن همراه با پشتیبانی از ماژول های (Mod) بی سیم های مختلف عمل کند. یک ماژول بی سیم ممکن است شامل مجموعه ای از پردازنده های الکتریکی، تقویت کننده ها و آنتن ها باشد .

چالش های بک هال[ویرایش]

با توجه به توسعه استانداردهای نوین و قدرتمندتر در شبکه های سلولی، تقاضا برای backhaul ها افزایش یافته است. داده های بیشتری باید با نرخ های بالاتر و با تاخیر کمتر منتقل شوند. در نتیجه، ارائه دهندگان باید اتصالات بک هال مختلفی را فراهم نمایند. به همین دلیل افزایش تقاضا، روند ساخت تعداد بیشتری از base station های سلولی کوچکتر جهت افزایش ظرفیت است. این بدان معناست که اتصالات backhaul هزینه هنگفتی را هنگام ساخت و نگهداری یک شبکه سلولی نشان می دهد. علاوه بر این، یک اتصال بسیار پایدار جهت حفظ پایداری شبکه بالا و نیازهای خدمات پایین مورد نیاز است.

مناطق روستایی برای ایجاد یک شبکه سلولی سریع و قابل اعتماد، مجموعه ای از چالش های خاص خود را دارا می باشند. در مقایسه با مناطق شهری، مناطق روستایی دارای زیرساخت کمتر و مسافت های طولانی تری هستند که باید طی شود. به همین دلیل است که اتصالات بک هال بی سیم اغلب در این مناطق استفاده می شود. ارتباطات رادیویی امکان انتقال تا 100 مگابیت در ثانیه را فراهم می نماید. شبکه سیگنال را از طریق رادیو حمل می کند تا زمانی که به یک نقطه انتقال برسد که به عنوان مثال از طریق فیبر نوری به شبکه متصل می شود.

منابع[ویرایش]

Ceragon Networks. "What is Backhaul". www.ceragon.com. Retrieved 2020-10-15. "Mobile backhaul options – page 4" (PDF). "National Broadband Plan". fcc.gov. 23 June 2014. Muntean, Gabriel-Miro (2012). Wireless Multi-Access Environments and Quality of Service Provisioning Solutions and Application. Hershey, PA. (USA): IGI Global. ISBN 978-1-4666-0017-1. "WIRELESS: Carriers look to IP for backhaul". www.eetimes.com. EE Times. Archived from the original on August 9, 2011. Retrieved 8 April 2015. "Mobile's IP challenge". www.totaltele.com. Total Telecom Online. Archived from the original on February 17, 2006. Retrieved 8 April 2015. Vos, Esme (10 March 2010). "Picocela Deploys Large Mesh Wifi Hotzone in Fukuoka Japan". Muniwireless Blog. Muniwireless.com. Archived from the original on March 14, 2010. Retrieved 8 April 2011. "Energy". Prysmian Group. Archived from the original on 5 May 2012. "Telecom". Prysmian Group. Archived from the original on 5 May 2012. Lagoni, Rainer (1999). Legal Aspects of Submarine High Voltage Direct Current (HVDC) Cables. ISBN 978-3-8258-3888-1. https://shop.msp-ict.com/backhaul-%D8%B4%D8%A8%DA%A9%D9%87-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D8%9F/ https://ieeexplore.ieee.org/document/7317732

خطای اسکریپتی: پودمان «AfC submission catcheck» وجود ندارد.

This article "Backhaul" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:Backhaul. Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.