The Enduring Legacy of Code Division Multiple Access

وقد ترك عدد قليل من التكنولوجيات المتنقلة أثراً عميقاً مثل الوصول المتعدد الوسائط لشعبة المدونة، حيث كان يمكن لأول مرة أن تُتاجر في منتصف التسعينات بمعيار TIA/EIA-95 (IS-95)، وأدخلت آلية التنمية النظيفة طريقة مختلفة تماماً لإدارة الطيف الإذاعي الشحوم، وبدلاً من تقسيم المحادثات حسب فترات زمنية محددة (TDMA) أو قنوات التردد المنفصلة (FDMA)، سمحت آلية التنمية النظيفة لكل مستخدم بأن ينقل في نفس النطاق نفسه في نفس الوقت.

وبعد ثلاثة عقود تقريباً، يجري التخلص التدريجي من آلية التنمية النظيفة، بينما قام الناقلون الرئيسيون في أمريكا الشمالية وأجزاء من آسيا بإغلاق شبكاتهم من مجموعة الـ 2 و3Gآلية التنمية النظيفة من أجل الطيف الحر لـ 4G LTE و5G New Radio (NR). ومع ذلك فإن تطور آلية التنمية النظيفة إلى معايير حديثة ليس مجرد قصة استبدال، كما أن المفاهيم المادية للتجهيز المتناثر للانتقال، والمنافذة، والتحكم في الطاقة المتطور المتطور المتطور المتطور المتطورة والتي جعلت من الآلية العالمية من التأثير على أربعة

From IS —95 to CDMA2000: The 3G Era

وقدم البديل الأول لآلية التنمية النظيفة الرئيسية، وهو IS-95A، صوتاً مفتول الدائرة في 9.6 كيلوبتر وa متواضع 14.4 كيلوبست من قناة البيانات، فخلفها، IS —95B، دفع معدلات البيانات إلى 115 كيلوباس نظرياً عن طريق تجميع قنوات متعددة الرموز، ولكن القفزة الحقيقية جاءت مع أسرة آلية التنمية النظيفة في عام 2000؛ وآلية التنمية النظيفة 2000 1x (يسمى أيضاً بـ1xRTT)

وبالنسبة للمشغلين الذين يحتاجون إلى زيادة ناتج البيانات، فإن معيار 1xE-VDO (EvolutionData Optimized) قد زاد، حيث حدد رقم 1.25 ميغاهيرتز بالكامل لحشد البيانات وتحقيق معدلات الذروة البالغة 2.4 ميغابايت في أول إصدار له، وسمح التنقيح باء من المبادرة الأوروبية للتصنيف بالتجمع المتعدد الرخصة، مما دفع الحدود النظرية فوق 14 مجرى متحرك.

ومع ذلك، فإن هيكل آلية التنمية النظيفة لعام 2000 الذي يتألف من 3G هو هيكل دائري مُنثر في صميم صوته، وبما أن ثورة الهواتف الذكية قد دفعت إلى طلب البيانات الهائل، فإن الدائرة العامة التي تُفتح أصبحت عقبة، فالعاملون بحاجة إلى مجموعة من التعبئة من أجل الاتساع اقتصادياً، وهذا الشرط يشير إلى تكنولوجيا جديدة تماماً للوصول إلى أجهزة الراديو: تطور طويل الأجل.

لماذا ترك 4G آلية التنمية النظيفة

وعندما بدأ الفريق العامل بتحديد نظام التخطيط التقني في عام 2004، كانت أهداف التصميم 100 مليون متر مربع، و 50 ملغم من الرابط، و 620 متراً من نوع التراتيل، وشبكة مسطحة من جميع قطاعات برنامج العمل المتكامل، بينما كان النهج الذي تتبعه آلية التنمية النظيفة في مواجهة التدخل، لا يمكن أن يحقق بكفاءة أوجه الكفاءة المتوسطة في الذروة.

وكانت الهجرة إلى معهد التكنولوجيا الحيوية تعني أن مشغلي آلية التنمية النظيفة لعام 2000 لم يعد بإمكانهم الاعتماد على شبكة الإذاعة الموجودة، كما أن محطات القاعدة الجديدة (eNodeBs)، ومعدات جديدة للمستعملين، وشبكة أساسية مختلفة تماما (شركة الحزمة المتطورة، وشبكة EPC) كانت مطلوبة، غير أن البنية التحتية لآلية التنمية النظيفة - هي أبراج، ومواقع خلايا، ونظم طاقة - لم تعد صالحة للاستمرار في عملية الإنقاذ " .

How CDMA Networks are Evolving to Support 4G and 5G

The transition from a CDMA‐centric network to one that fully supports 4G and 5G involves much more than swapping base station radios. It requires thoughtful spectrum refarming, dual-mode core integration, and eventual sunset of legacy air interfaces. Below are the primary mechanisms carriers are using to bridge the gap.

تجديد نظام " سبيكتروم " و " LTE Re-farming "

وقد حصل معظم مشغلي آلية التنمية النظيفة على تراخيص في 800 ميغاهيرتز (الكرارية) و1900 ميغاهيرتز و700 من مجموعات ميغاهيرتز، حيث انتقلت حركة نقل البيانات إلى محطة LTE ثم 5G[FLT: —] ناقلات آلية التنمية النظيفة إلى مرحلة متقدمة من مرحلة الاندماج، أو أزالت تدريجياً قدرة آلية التنمية النظيفة على هذه الناقلات، وعلى سبيل المثال، قامت شركة فيريزون بإعادة تحديد النطاق الترددات

وهذه العملية حساسة: تتطلب المكالمات الصوتية لآلية التنمية النظيفة حداً أدنى من البصمات، ويمكن أن تنشأ فتحات التغطية إذا كانت إعادة الزراعة شديدة للغاية قبل أن تنضج شركة VoLTE (Voice over LTE) وتدير الناقلات عملية الانتقال بتخطيط دقيق على مستوى الشبكة، وكثيراً ما تحتفظ بشركة واحدة تابعة لآلية التنمية النظيفة في كل قطاع من القطاعات لتقلبات الصوت مع تخصيص الباقي لوكالة الفضاء الأوروبية وشركة النقل الوطني.

VoLTE as the VoIP bridge

وكان أحد أكبر العقبات التي تحول دون تقاعد آلية التنمية النظيفة هو الصوت: قدمت آلية التنمية النظيفة، 2000 1x، صوتاً عالي الجودة ومرتداً من دوائر، مع قناة مخصصة، ولكن شبكة " إل تي " هي شبكة من جميع المحركات، ووزعت شركة " فولت " (VLT) لنقل الصوت كنقطة ذات أولوية، وواجهت عمليات التنفيذ المبكر للصوت تحديات مع عمليات التسليم أثناء المكالمات: عندما انتقل مستخدم من نطاق تغطية " LTE " ، كان سي.

وبالنسبة لشبكات الشبكات الجديدة 5G، حدد الفريق الثالث المعني بالشراكات بين الجنسين الأصوات على أساس نظام الرصد الوطني باستخدام نفس الجوهر الخاص بالنظم المتكاملة، ويعالج التفاعل بين نظامي الصوتي والفولطي (والذي لا يزال قائماً، آلية التنمية النظيفة) إجراءات التسليم الموحدة، وإن لم تُضاف أي عمليات تسليم جديدة من آلية التنمية النظيفة إلى الشبكة الوطنية للإنشاء والتعمير، وتبين العملية كيف اشترت البنية التحتية الصوتية لآلية التنمية النظيفة وقتاً للمشغلين لبناء نظام إيكولوجي ذي الصوتي القابل للبقاء.

الوصل المزدوج والشبكة

وحتى بعد رفض آلية التنمية النظيفة، يؤثر إرثها على كيفية تجميع الطيف، ففي 5 زاي، تتيح القدرة على الاتصال المزدوج جهازاً يستخدمه في الوقت نفسه لربط خلية مرساة من طراز LTE (التي قد تكون موجودة على طيف آلية التنمية النظيفة سابقاً) وخلية من طراز 5G NR.

(ج) تقسيم الشبكات، وهو مفهوم أساسي من 5G، يتيح للمشغلين أن يقطعوا شبكات من الطرف النهائي الافتراضي على نحو أمثل للخدمات المحددة (eMB, URLC, mMTC). وفي حين أن آلية التنمية النظيفة لم تقطع، فإن الانضباط التشغيلي لإدارة نوبات متعددة من نوع QoS على ناقل مشترك لآلية التنمية النظيفة قد علّم مشغلي المعالجة المتباينة.

ميغاواط و بيموز على مروحية مبردة

وقد استخدمت محطات قاعدية آلية التنمية النظيفة عادة هوائيين للنقل لنقل التنوع، حيث إن الارتقاء إلى مستوى البعثة الضخمة (مثل 64 صفائف من العناصر أو 128) يمكن أن يزيد بشكل كبير من القدرة على نفس النطاقات الترددية، وقد نشر ناقلون مثل فيريزون طيف ضخم من طراز MIMO في 1900 MHz PCS مخصص أصلاً لآلية التنمية النظيفة. وباستعمال مواقع برج واحدة، وغالباً ما تكون ذات مكسب احتياطي)(10).

كما أن التأشير - توجيه الإشارة الإذاعية إلى مستخدم محدد - يعزز التغطية على طيف النطاق المتوسط، وهذا أمر مهم بصفة خاصة في نطاق التردد 2.5 غيغاهيرتز الذي تستخدمه شركة Sprint لشبكتي آلية التنمية النظيفة وWMAX، والتي تستخدمها شركة TM الآن لخمسة آلاف.

التحديات في مجال الثورة

وعلى الرغم من الفوائد، فإن الانتقال من آلية التنمية النظيفة إلى مجموعة الـ 4G/5G مُعقد للغاية، ويجب على مهندسي الشبكات أن يتصدوا للتحديات التقنية والتشغيلية والتجارية لتجنب تدهور الخدمات وفترة عملائها.

دعم أجهزة الاتصال

وما زالت ملايين الهواتف الخاصة، وأجهزة الإنذار الطبي، ووحدات التلفاز بالمركبات، والمجسّسات الصناعية تعتمد على آلية التنمية النظيفة.() وقد يؤدي التقاعد في آلية التنمية النظيفة دون مسار واضح للاستبدال إلى إعاقة الخدمات الأساسية، وقد أدى الإغلاق المقرر لشبكة إدارة العمليات المالية التابعة لوكالة التنمية الدولية التابعة للولايات المتحدة بحلول نهاية عام 2022 إلى إجبار العديد من زبائن المؤسسات على رفع مستوى معدات أسطولها، وقد واجهت بعض الصناعات، مثل الزراعة وبرامج النفط والغاز، شهوراً من الزمن القابل للاختبار 4 زاي.

التشغيل المتبادل والتمكين من التسليم

وخلال مرحلة التعايش، يجب على شبكات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات وآلية التنمية النظيفة أن تقطع دون هوادة جلسات الصوت والبيانات، بينما تُدخل عمليات التسليم المشتركة بين الوكالات (استخدام تكنولوجيا الوصول إلى التكنولوجيا) الجامدة والإشارات العامة، حيث يمضي العاملون سنوات في تدوين العتبات وقوائم الجيران للتقليل إلى أدنى حد من المكالمات التي يسقطها المستخدم من تغطية LTE إلى آلية التنمية النظيفة - وهي مشكلة صعبة بوجه خاص في الممرات الحضرية التي تتغيّر فيها قوة الإشارات المرجعية بسرعة.

التثبيت

ونظراً لأن آلية التنمية النظيفة استخدمت 1.25 ناقلات من طراز MHz، وتحتاج شبكة LTE إلى ما لا يقل عن 1.4 قناة من طراز MHz (ومع وجود نطاق أوسع أكثر كفاءة)، فإن إعادة الزراعة لا يمكن أن تترك سوى مخصصات من القنوات ذات الشكل الغريب، حيث يُمسك العاملون من طراز CA بقطع مجزأة من 5 أو 10 من قطع الأزرق المتعددة التي لا يمكن تجميعها بسهولة في ناقلات واحدة واسعة النطاق.

الاستثمار والضغط على الوقت

(أ) إن تحديث شبكة آلية التنمية النظيفة على نطاق البلد إلى LTE/5G يتطلب بلايين الدولارات في رأس المال - ليس فقط للأجهزة اللاسلكية بل للألياف الخلفية، وتحسينات الطاقة، والهوائيات الجديدة، وتحديث الشبكة الأساسية؛ ويجب على الناقلين أن يوازنوا هذا الاستثمار مع الإيرادات التي تولدها قاعدة المستعملين القديمة؛ وإغلاق دورة آلية التنمية النظيفة المبكرة جداً يمكن أن يغضب المشتركين؛ وتأخير إغلاقها لفترة طويلة جداً يمكن استخدامها لتثبيت اثبات 5 زاي.

الفرص التي خلقها التطور

كما أن نفس التحول الذي يواجه المتعهدين يفتح فرصا تجارية وتقنية كبيرة، فتقاعد آلية التنمية النظيفة يحرر حافظة الطيف بأكملها - أي ما يصل أحيانا إلى 20-30 ميغاهرتز على الصعيد الوطني - التي يمكن إعادة استخدامها إلى شركات نقل ذات قدرات عالية جدا، وعلى سبيل المثال، يعتمد كل من " الموصل السابق " على 600 ميغاهيرتز ومتوسط النطاق على 2.5 ميغاهرتز في المزاد من فئة الخدمات العامة التي كانت تحمل سابقا 600 ميم.

Enabling Ultra —Reliable Low-Latency Communications (URLC)

ولم يصمم الهيكل القائم على أساس نظام آلية التنمية النظيفة بحيث يكون من دون المستوى 1 من المسافات المستديرة التي يمكن أن يؤديها التشغيل الآلي الصناعي والطلب على العمليات الجراحية عن بعد، ويمكن للشبكة الأساسية أن تنهي فعلياً عمليات التصنيع التي تقوم بها شركة " فرسان " ذاتياً، مع توفير خدمات إضافية وقليلة، مع إعفاء من المنح، أن تحقق ذلك الأداء، وعندما تُزال طبقة آلية التنمية النظيفة، يمكن للشبكة الأساسية أن تُنهي بالفعل عمليات تصنيع المركبات.

ماشين - تيبي الاتصالات (MMTC)

(أ) أن الأجهزة المستخدمة عادةً في آلية التنمية النظيفة للبيانات المنخفضة التوارث (مثلاً، أجهزة القياس الذكية، وأجهزة تعقب الأصول) - وهذه الأجهزة محدودة بحياة البطاريات ورؤوسها العامة للوصل التي تبثها آلية التنمية النظيفة، ويسمح التطور في هذه الأجهزة التي تعمل بنظام LTEM وNB-IoT - على أساس نظام المعلومات الإدارية المتكامل، ولكن على النحو الأمثل بالنسبة لقلة الطاقة والكثافة الشدة - للمشغلين القدرة على ربط أجهزة آلية التنمية النظيفة بـة الأكبر حجماً أكبر بكثير من حيث تبلغ 000 100 جهازاً.

شبكات زراعية مُزدحمة

أما المرحلة النهائية من تطور آلية التنمية النظيفة فهي التحول إلى قاعدة بيانات ذاتية من الفئة 5 زاي، وقد اعتمدت هذه الشبكة، بل وحتى شبكات تكنولوجيا المعلومات الحديثة، على أساس الغرض - أي جهاز من أجهزة آلية الرصد المتعددة الأطراف (مركز التبديل المتحرك) للصوت، وهو جهاز متعدد الأبعاد (رقم خدمة البيانات) للبيانات، وهي تعمل على وظائف شبكة افتراضية (VNF) ذاتية

The Future of Mobile Networks beyond CDMA

ومع أن الشبكات القائمة على أساس الـ 5G (SA) أصبحت هي القاعدة، فإن آلية التنمية النظيفة ستختفي في التاريخ، وقد أكملت بالفعل المشغلون الرئيسيون مثل فيريزون و T-Mobile إغلاق آلية التنمية النظيفة، وفي أسواق أخرى - ولا سيما اليابان وكوريا الجنوبية وأستراليا - تواريخ غروب مماثلة أو وشيكة، وحتى المناطق التي تم فيها نشر آلية التنمية النظيفة فيما بعد، مثل أجزاء من أمريكا اللاتينية والهند، تتسارع وتيرة تنفيذ برامج التعليم والتدريب ذات العين إلى 5 زاي.

وهذا لا يعني أن الحمض النووي التقني للآلية غير موجود، وأن مبادئ النشوة التي جعلت آلية التنمية النظيفة ناجحة جداً - ولا سيما قدرتها على التدخل وقدرتها على العمل بنسب منخفضة من حيث الإشارة إلى الضوضاء - قد تم تكييفها لتصبح تصميماً متعدد الأطراف من طراز NR، على سبيل المثال، تدعم 5G NR كلاً من نهجي الإدارة الشاملة لإدارة مصائد الأسماك وإدارة الدعم التقني - آلية التنمية النظيفة، كما أن الطبقات العليا تستخدم قنوات اتصال متجانسة.

وبمفهوم أوسع، درس تطور آلية التنمية النظيفة الصناعة المتنقلة دروساً حاسمة بشأن كيفية إدارة التحولات التكنولوجية: الاستثمار المبكر في نواة شركاء التنفيذ، وإعادة زراعة طيف الخطط قبل سنوات، وإبلاغ مواعيد الغروب بوضوح إلى زبائن المؤسسات، ويجري الآن تطبيق هذه الدروس على الهجرة الـ 5G-to-6G التي ستبدأ في أواخر عام 2020.

وبالنسبة لمهندسي الشبكات ومشغلي الأسطول الذين يعتمدون حالياً على الأجهزة المترابطة لآلية التنمية النظيفة، فإن الرسالة واضحة: فالنافذة تغلق، والاختبار والتأهل لاستبدال فريق التكنولوجيا المتقدمة أو مجموعة الـ 5، وتوفير صوت مستمد من نظام الرصد الدولي على نظام VoLTE أو VoNR، وتأمين وحدات متوافقة يمكن أن تكون أولوية قصوى، أما الاتجاه الصناعي فهو لا رجعة فيه، والفرص - من خدمات البناء الشاملة التي يمكن الاعتماد عليها في إطار آلية التنمية.

Additional reading: ]3GPP 5G System Overview], FCC CDMA/3G أخر Information, and ]Qualcomm: CDMA2000 Evolution to 4G LTE