كيفية التصدي للتحديات البيئية في 5 ز

فهم مكامن التداخل المغناطيسي في 5 جي

وقد استحدث نشر شبكات لاسلكية من الجيل الخامس مجموعة من التحديات الهندسية، مع وجود تدخل الكهرومغناطيسي كأحد أكثر الشبكات استمرارا، وعلى عكس الأجيال السابقة، تعمل شبكات الشبكات العاملة من خلال نطاق الترددات الأوسع، بما في ذلك أجهزة الموجات المميتة (النايف) التي تتصرف بشكل مختلف أساسا عن إشارات الترددات الفرعية 6 GHz، وهذه الترددات العالية أكثر عرضة للتدخل في أجهزة الترددات.

:: بيانات عن المعدات ذات الـ 5 جي في أشكال عدة: التدخل في مسارات السلطة أو الإشارة، والتدخل المشع الذي يبث عبر الهواء، والتقاطع بين الآثار المتاخمة على لوحات الدوائر المطبوعة، وكل نوع يتطلب نهجاً متميزاً للتخفيف، ويجب على المهندسين معالجة جميع العناصر الثلاثة في آن واحد لتحقيق أداء الشبكة الموثوق به، ونشر خلايا صغيرة، والصفوف الهوائية الضخمة التي تستخدمها البعثة، وإدماج العناصر الأساسية.

المصادر الرئيسية لمؤسسة EMI في 5G معدات الشبكة

الضوضاء الداخلية من الدوائر الرقمية السريعة

وتعتمد محطات قاعدية حديثة من طراز 5G ومعدات المستعملين على أجهزة تجهيز رقمية عالية السرعة، وأجهزة البوابة المبرمجة ميدانيا، وأجهزة متكاملة مصممة خصيصا للتطبيقات، تتحول إلى ترددات جيغاهرتز، وتولد كل عملية انتقال طاقة متجانسة يمكن أن تقترن بأجهزة إرسال البيانات ذات الترددات الأمامية المتاخمة، وتضفي الحساسية على شبكات توزيع البيانات، وتستحدث أخطاء في البيئة.

Interference from Co-Located Radio Systems

وفي العديد من سيناريوهات النشر، تتقاسم 5G معدات أماكن أو خزانات برج مع نظام LTE أو Wi-Fi أو نظم الاتصالات الساتلية، وينتج عن قرب أجهزة إرسال متعددة تعمل في ترددات مختلفة منتجات تشوهية في الاختلاط تُستخدم في إطار 5G، وكثيرا ما تُستبدل معدات بديلة في فترات زمنية سريعة، تنتج عن أجهزة اتصال متآكلة، أو مفاصلات آلية غير مستقرة، أو مواد مضافة ذات إشارات متحركة في الميدان.

المصادر البيئية والخارجية

وتواجه البنية التحتية للأجهزة الصناعية، وخطوط الكهرباء، ومرور البرق، وحتى الانفجارات الإذاعية الشمسية، وفي البيئات الحضرية، تولد محركات المصعد، وتبدل إمدادات الطاقة، والإضاءة بالفلورسنت ضوضاء ذات نطاق واسع يمكن أن تحجب أجهزة استقبال حساسة من 5G تعمل في نطاق 3.5 غيهرتز، ويجب على المهندسين أن يحسبوا هذه المتغيرات الخارجية خلال الدراسات الاستقصائية للمواقع واختبار مؤهلات للمعدات.

النهج المنهجي للتخفيف من الانبعاثات الناجمة عن إزالة الانبعاثات الناجمة عن إزالة الانبعاثات الناجمة عن إزالة الذخائر العنقودية في 5 أصناف

استراتيجيات درعية لقطع غيار مليمتر - 6 غيغاهيرتز

وتتوقف فعالية الدرع على اختيار المواد وسماكتها وتواتر الإشارة المتقطعة، وبالنسبة لفرق الترددات الفرعية 6 GHz، والضغوط السلوكية التي تصنع من الألومنيوم أو النحاس والتي تبلغ سميكاتها 0.5 ملم إلى 1.0 ملم، توفر عادة 60 دروجينيا إلى 80 درنا من الغازات المخففة، وتخلق آثار الجلد التي تدور على سطح الموصلات، وتستلزم حلولا مكثفة

الاعتبارات المادية

وتوفر الصبغة النخيلية توازنا جيدا بين التكلفة وقابلية الدرء للخلايا الصغيرة الداخلية، أما بالنسبة للمعدات الخارجية المعرضة للطقس أو الفولاذ اللاصق أو الضم الصلب المزود بالفولاذ المحتوي على الطين، فهي توفر مقاومة للتآكل مع الحفاظ على أداء EMI، وينبغي أن يحافظ القاع والغاز المزود بالغازات على الاستمرارية الكهربائية عبر مفاصل الأفرقة، وإن كان ذلك يتطلب قوة ضغط لتحقيق أداء مقاسات.

ملء التقنيات الخاصة بخطوط القوة والعلامات

وقد تم قمع أجهزة الفرز التابعة للشركة قبل أن تصل إلى دائرة حساسة، وفي 5 وحدات من وحدات النطاق الأساسي، تُوضع الاختناقات الشائعة على خطوط مدخلات الطاقة، مما يخفف من حدة الضجيج المميز لأجهزة الاتصال أو ذات التردد المنخفض، ويمنع الاختلاط في أجهزة الرش، ويضع أجهزة الفرز على أشرطة الترددات الفردية، رغم أن المصممين يجب أن ينظروا في خصائص التداخلات العالية.

يتطلب اختيار الملفات توازنا دقيقا من فقدان الإدخال، والتقدير الحالي، والحجم المادي، والمرشاة التي تخفف الضوضاء بشدة قد تضعف أيضا وقت ارتفاع الإشارة المرغوب فيها، مما يؤدي إلى فشل في الامتثال ضد مواصفات التوقيت، أدوات المحاكاة التي يعمل بها المرشّح النموذجي عبر نطاق الترددات ذات الصلة تساعد المهندسين على تحقيق أعلى مستوى من القيم المكوّنة قبل التنبّط.

ممارسات التناوب والتجميع لخمسة آلاف

وترتكز الإشارة إلى نقطة التدني على مراقبة حركة الطاقة في منطقة شرق المحيط الأطلسي، وفي 5 جي، تشكل الطائرة الأرضية على هيئة ثنائي الفينيل متعدد الكلور مسار العودة الرئيسي لتيارات عالية التردد، وباستخدام أربع طوابق أو ست طوابق من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور مع طائرات أرضية مخصصة، يقلل من خط العرض، ويقلل إلى أدنى حد من الخانات المطاولة من الطرازات الفولية في جميع أنحاء المجلس.

وعلى مستوى النظام، يجب ربط أفخاخ المعدات والخزانات بمساحة المرفق باستخدام أغطية النحاس المتصدع أو أجهزة الوصل الصلبة للنحاس، وينبغي أن تكون أجهزة القفز في قاعات السفن أقصر ما يمكن، وأن تكون في المثال أقل من 1:10 من الموجات التي تتميز بها أعلى ترددات، وقد تؤدي معدات الموجات الحرارية، حتى بضع سنتيمترات من دروع الكابل غير المشبع، إلى إنشاء هيكل فعال للارتداد.

Advanced EMI Mitigation Techniques

قفل الرش

ويدعم مجهزو محطات قاعدية حديثة من طراز 5G وFPGAs توليد ساعات واسعة النطاق، مما يُحدّد تواتر ساعات العمل في نطاق ضيق لنشر الطاقة المشعّة عبر نطاق أوسع، مما يقلل مستويات الانبعاثات القصوى من 6 ميغابايت إلى 12 درناً عند الترددات المتوازية، مما يجعل الامتثال لمركبات الكربون الكلورية فلورية والحدود القصوى للانبعاثات من الانبعاثات الناجمة عن مبادرة ETSI أسهل لتحقيق ذلك، والمقاوة الرقمية هي زيادة طفيفة في التوقيت على مدار الساعة،

إلغاء التلميح النشط

وتشمل بعض التصميمات الإذاعية المتقدمة التي تبلغ مساحتها 5G دوائر نشطة لإلغاء الضوضاء، تُحس حقول الكهرومغناطيسية بالقرب من المكونات المشابهة الحساسة، وتحقن إشارة مضادة للعجلات لإلغاء التدخل، وتعتمد هذه النظم على محولات عالية السرعة من حيث الاتكال إلى الأرقام ومجهزات الإشارات الرقمية العاملة في الوقت الحقيقي، ويُعتبر الإلغاء النشط فعالاً بصفة خاصة لقمع التدخل الضئيل من أجهزة الإرسال ذات الموقع المشترك، وإن كان من شأنها أن تضيف تكلفة.

الإشارة المميزة والترك المتوازن

فالإشارة المختلفـة، التي تستخدم في شبكة Ethernet، و USB، و JESD204B، ترفض بطبيعة الحال حركة EMI الشائعة لأن جهاز الاستقبال لا يمثِّل سوى الفرق في الفولط بين الموصلين، ويضمن التصميم الدقيق للمركبات الثنائية الفينيل المتعددة الكلور توجيه الأزواج المتفاوتة مع طول المطابقة، ويخضع للتحكم في الرفض، وأي تناقض في المقاييس المشتركة أو التحولات المهين.

هيكليات الضمادات الكهرومغناطيسية

وفي وحدات الـ 5G المدمجة إلى حد كبير، يمكن إدماج هياكل الضمادات الكهرومغناطيسية في مجموعة مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور لقمع انتشار الضوضاء بين الطاقة والطائرات الأرضية، وتخلق هذه الهياكل الدورية توقفاً على نطاق الترددات المستصوبة، وتمنع نشر الموجات السطحية التي من شأنها أن تقترن بغير ذلك بالضوضاء في الهوائيات القريبة، وتشتمل تصميمات الترددات على الترددات وتحتاج إلى مقياس كهربائي دقيق لضمان وقف التنفيذ.

اختبار وتقييم أداء EMI

اختبارات ما قبل الامتثال في مرحلة التنمية

وإنتظار إجراء اختبار رسمي لإصدار شهادات المنشأ في وقت متأخر من دورة تطوير المنتجات هو خطأ مكلف، وينبغي للمهندسين أن يقوموا بإجراء قياسات للانبعاثات المشععة مسبقاً وأن يُجريوا هذه القياسات باستخدام أجهزة تحليل الطيف، وأجهزة التبديل القريبة من الحقول، وخلايا أجهزة التحكم في الانبعاثات أثناء مرحلة النموذج الأولي، وتحديد مصادر التدخل التي تسمح في وقت مبكر بتغييرات في تصميم اللوحات، أو بإضافة مرشحات قبل تجميدها.

اختبار الحصانة المتردية

5 زاي - يجب أن تحافظ المعدات على الأداء عند التعرض للميادين الكهرومغناطيسية الخارجية التي تنتجها أجهزة الإرسال أو الرادارات أو المعدات الصناعية القريبة، ويخضع اختبار الحصانة الإشعاعية الذي يجري في غرفة كهربية المعدات للقوام الميداني من 1 م/م إلى 10 ميغاهرتز على نطاق التردد 80 ميغاهرتز إلى 6 جيهرتز وما فوقها، وترصد المعدات الخاضعة للاختبار بسبب عدم دقة الاختبار أو تزامنها.

اختبارات PIM للمكونات السلبية

(ب) إن الاختلاط السلبي هو مسألة مستمرة في 5G من المنشآت بسبب ارتفاع سلطات النقل ووسائد النطاقات الأوسع المستخدمة في نظم ضخمة من أجهزة التصوير المتعدد المؤشرات، وتشمل اختبارات PIM إدخال إشارتين أو أكثر من أجهزة النقل ذات الطاقة العالية في نظام الهوائي وقياس منتجات التشويه التي تقع ضمن النطاق الترددي، كما أن جهازاً من أجهزة التصنيف PIM يُستخدم في حساسية مكون من 190 د.

المعايير التنظيمية وشروط الامتثال

5G على معدات الشبكة يجب أن تتقيد بمعايير التوافق الكهرومغناطيسي التي وضعتها الهيئات التنظيمية في جميع أنحاء العالم في الولايات المتحدة، لجنة الاتصالات الاتحادية تضع حدودا للانبعاثات المُجرىة والمشعة تحت الباب 15 والجزء 22/24/27 للمعدات الخلوية في أوروبا،

وقد أدى الانتقال إلى 5 جي إلى تحديث عدة معايير للمسح المغناطيسي لمعالجة ترددات الموجات المتوسطة والعالية، وعلى سبيل المثال، تشمل اللجنة الدولية المعنية بالتكنولوجيا 61000-4-3 مستويات اختبار تصل إلى 18 جيهرتز للحصانة المشعّة، تعكس النطاق التشغيلي للمعدات الحديثة ذات الـ 5 جي.

دراسات الحالة: قرار إدارة التعليم الابتدائي في النشرات العقارية - العالمية

التداخل في الخلية الصغيرة الحضرية من خط الطاقة

في نشر حضري كثيف، خلية صغيرة تعمل في 3.7 جيهرتز شهدت تدنيس جهاز استقبال متقطع خلال ساعات الحمل الكهربائية القصوى، وقد حددت القياسات القريبة من الحقول ضوضاء النطاق العريض في 3.5 جيهرتز إلى 4 جيهرتز من نظام توزيع الطاقة في المبنى، والسبب الجذري هو معدات خط الكهرباء التي تعمل في نفس المبنى، والتي فاقمت المقاييس الشعاعية

Massive MIMO Array Self-Interference

وظهر نموذج أولي لمحطة قاعدة ضخمة من طراز MIMO مكون من 64 عنصراً ارتفاع حجم الخطأ على الشبكة عندما كانت جميع القنوات نشطة في وقت واحد، وكشف التحليل باستخدام جهاز تحليل شبكة ناقلات عن التقارب بين جهاز التحكم بالأجهزة الرقمية وواجهة التناظر عبر طائرة توليد الطاقة بمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، وشمل الحل القائم إعادة تصميم شبكة توزيع الطاقة الرقمية

تصميم للنظر في التصنيع والجمعية

ويجب أن تتجاوز استراتيجيات التخفيف من الانبعاثات الناجمة عن إزالة الانبعاثات مرحلة النموذج الأولي، وأن تمتد إلى مرحلة الإنتاج، وأن تؤثر النوعية المشتركة المبيعة مباشرة في حماية الفعالية وفي أداء نظام تقييم الأداء، وأن تكون علب الدروع التي تباع بكثرة مقاومة الاتصال، مما يقلل من سرعة التصاعد عند ترددات عالية، وينبغي أن يتحقق التفتيش البصري الآلي والتفتيش بالأشعة السينية من أن وصلات الدروع تستوفي مواصفاتر المقاومة، وبالنسبة للوصلات، يجب إنفاذ متطلبات الارتداد التي تُع على فترات زمنية غير مستقرة.

كما أن تركيب المكونات أثناء تجمع المركبات الثنائية الفينيل المتعددة الكلور يؤثر أيضاً على حركة الطاقة الكهربائية، وينبغي توجيه موصلات الإمداد بالطاقة إلى الحد الأدنى من الانقلابات الميدانية المغنطية إلى آثار قريبة من الترددات، وينبغي وضع المكونات الرقمية العالية السرعة بالقرب من حافة اللوحة مع مرشحيها المرتبطين بالقرب من محركات الطاقة، ويجب أن تُخيَّل هذه القنوات حول محيط اللوحة وحولها من خلال أجهزة الربط الشبكية الخفيضة للحفاظ على مبادئ توجيهية أساسية للعودة.

الاتجاهات المستقبلية في إدارة إدارة إدارة عمليات حفظ السلام لخمسة آلاف وما بعدها

ومع تطور شبكات 5G إلى 5G-Advanced وفي نهاية المطاف 6G، ستزداد التحديات المرتبطة بالجماعات الاقتصادية الأوروبية، ويجري تطوير نماذج تعلمية مدربة على مستويات متعددة من الترددات، وإدماج مهام الاستشعار والاتصال، ونشر أسطح ذكية قابلة لإعادة التشكيل، وذلك من أجل استحداث آليات تدخل جديدة تتطلب تقنيات التخفيف من الآثار.

كما أن علوم المواد تتقدم لدعم حلول مرحلة التعليم الابتدائي في ترددات أعلى، كما أن أفلام الدرع التي تستخدم غرافين توفر سميكات مقيسة في المقاييس، بينما توفر تصاعداً يتجاوز 60 درناً في الترددات المميتة، ويمكن أن تُصنف البوليمرات المحملة بالطقوس في شكل مسدود معق، مما يقلل من وزن المعدات الموجودة في البيوت بالمقارنة مع الأدوات الهندسية التقليدية المتطورة في مجال المقاييس.

وبالنسبة للمهندسين العاملين في الهياكل الأساسية لخمسة جيات اليوم، تظل أسس الدرع والتصفية والتصميم الدقيق هي الأساس الجوهري للإدارة الفعالة للإنتاجيات، مع الحفاظ على المعايير المتطورة مثل ITU-R SM.329 بشأن الانبعاثات غير المرغوبة [FLIE:1]، والعمل مع منتديات الصناعة مثل