התדר העירוני – גיגה-ביט אלחוטי בגלים מילימטריים

המילה האחרונה בתחום התקשורת האלחוטית העירונית היא טכנולוגיית הגלים המילימטריים. מדובר בטכנולוגיה שפועלת בתחום תדרים זמין ופנוי לחלוטין, עם אורכי גל שנמדדים במילימטרים.

בצעד חסר תקדים, אישר באחרונה משרד התקשורת לרשויות המקומיות להקים ולתפעל מערכות תקשורת אלחוטיות רחבות פס בגלים מילימטריים. רשת חדשנית של גלים כאלה תוקם בחודשים הקרובים בירושלים וערים נוספות כבר החלו ביישום.

המערכות החדשות מאפשרות הקמה מהירה של רשתות תקשורת מהימנות במיוחד, שיהיו בסיס ליישומי עיר חכמה: מצלמות אבטחה באיכות גבוהה, רשתות Wi-Fi ציבוריות, קישוריות LAN לבניינים ומשרדים מרוחקים, מגוון חיישנים לייעול תהליכי התפעול בעיר ולחסכון במשאבי אנרגיה, מים ועוד. המשותף לכל היישומים הללו הוא הצורך ברשת תקשורת אחידה, מהירה ומהימנה.

מהם תדרי הגלים המילימטריים?

השם "גלים מילימטריים" נובע באופן ישיר מהתדר שבו מתבצעת התקשורת. ככל שהתדר גבוה יותר, אורך הגל קצר יותר.

המאפיינים של הרשתות האלה הם תחום התדרים הרחב ביותר שזמין כיום, טווחי פעולה קצרים (עד 10 ק“מ) ויכולת שימוש חוזר גבוהה ביותר.

פס רחב לכל פינה, גם באזורים עירוניים צפופים

עד כה עמדו לרשות מתכנני הערים החכמות בישראל תדרים בתחום 2.4 גיגה-הרץ בלבד. מדובר בתדרים של מערכות Wi-Fi ביתיות וציבוריות. מה כדאי לדעת על תחום תדר 2.4 גיגה-הרץ?

• הוא צר מאוד – תחום תדר שכולל 66 מגה-הרץ בלבד.
• יש בו עד שלושה ערוצים שאינם חופפים.
• רוחב הפס נמוך – כל ערוץ, במידה שהוא פנוי לחלוטין, תומך בתפוקה נטו של עד 25 מגה-ביט לשנייה.
• מערכות Wi-Fi פרטיות (רשת ביתית) וציבוריות (Hotspots), שמספרן גדל במהירות, פוגעות בביצועים של רשתות עירוניות נוכחיות, שמשמשות בעיקר לחיבור מצלמות אבטחה.

מדוע דווקא גלים מילימטריים?

• מדובר בתחום תדר רחב מאוד, שכולל 10,000 מגה-הרץ.
• יש בו 19 ערוצים כפולים של 250 מגה-הרץ, ערוצים פנויים לחלוטין ושאינם חופפים.
• הפס שלו רחב במיוחד – 1,000 מגה-ביט תפוקה נטו לכל ערוץ.
• הוא פועל ללא הפרעות – השילוב של תחום תדר פנוי לחלוטין ואנטנות בעלות אלומות צרות במיוחד (אלומות עיפרון) הופך את ניצול התדר לפשוט, גם כשמקימים מערכות מרובות על אותו גג או עמוד בעיר. מעבר לכך, התדרים הללו לא נמצאים כיום בשימוש, כך שאין סכנה של התנגשות עם מערכות ישנות יותר. לפיכך, הרשתות הללו מספקות ביצועים מובטחים מראש.
• הציוד זעיר ולא מושך תשומת לב – אורך הגל הזעיר מאפשר ייצור ציוד קטן מאוד, פחות מ- 18×18ס“מ, כולל אנטנה, שניתן להטמיע בקלות בכל סביבה עירונית. לשם השוואה, בתדרי 2.4 גיגה-הרץ, שכאמור – מקובלים כיום לשימוש בארץ, הגודל של אנטנה כיוונית ממוצעת הוא 45×45 ס“מ, וזאת מבלי לכלול את גודל הציוד עצמו.

דני בן שמחון, מנהל שיווק ופתרונות בסיקלו תקשורת. צילום: יח"צ

לסיכום המאמר עד כאן, לסביבה עירונית עם צורך בקישוריות אלחוטית בעלת קיבולת גבוהה עבור עשרות או מאות מערכות Wi-Fi ציבורי, ובנוסף עבור עשרות או מאות מצלמות אבטחה באיכות HD, מערכות אלחוטיות בגלים מילימטריים מספקות פתרון אמין, יעיל וקל להתקנה.

גלים מילימטריים בישראל

הנה כמה נתונים על גלים מילימטריים בארץ:

• מתוך 19 ערוצים זמינים, הרשויות המקומיות קיבלו ערוץ אחד ברוחב 250 מגה-הרץ.
• עבור יישומים של 100-200 מגה-ביט ניתן להפעיל ערוצי 125 מגה-הרץ, כדי לאפשר שימוש יעיל יותר.
• 18 הערוצים האחרים מיועדים לחברות תקשורת.
• בעולם ובישראל, השימוש בתחום מחייב תשלום אגרה שנתית.
• האגרה השנתית בישראל עומדת על 9 שקלים לכל מגה-הרץ, בתוספת 570 שקלים דמי תחנה לכל צד לדוגמה, תשלום שנתי עבור קישור 250 מגה-ביט שעושה שימוש בערוץ יחיד של 125 מגה-הרץ: 2,250 שקלים = 9×125 + 2×570.

תכנון מהיר עם אמינות מובטחת

הגורם המרכזי שעלול להשפיע על ביצועי מערכות בגלים מילימטריים הוא גשם. אולם, אם לוקחים בחשבון את הגשם, על פי עוצמות שנמדדו במהלך השנה בכל נקודת התקנה, ניתן לקבל ביצועים ידועים מראש וכך להחליט על מרחק וסוג ציוד שיותקן. מערכות נבחרות מסוגלות לשנות את רוחב הפס באופן אוטומטי בהתאם לתנאי מזג האוויר על מנת להתמודד עם הגשם תוך כדי הבטחת רציפות השירות. יש לציין שערפל, שלג או עשן אינם מפריעים. יש יצרני ציוד שמספקים תוכנת מחשבון מהיר (דקה אחת) לקבלת תחזית ביצועים שנתית לכל מוצר ובכל מקום על פני כדור הארץ.

ביצועי המחשבון מוכחים. לדוגמה, מערכת מתוצרת ישראל המשיכה לעבוד בלב ניו-ג‘רזי גם כאשר היכה בעיר ההוריקן סנדי, ומערכת אחרת שרדה סופת גשמים משמעותית בסן פרנסיסקו.

למערכות נבחרות קיימות גם יכולות גיבוי אוטומטי במקרה של ניתוק שירות במזג אוויר חריג במיוחד. קיימת אופציה לחיבור מערכת 2.4גיגה-הרץ, מערכת אלחוטית אחרת או קו תקשורת נייח, כגיבוי אוטומטי.

סיכום: גלים מילימטריים להקמה מהירה של רשתות תקשורת מהימנות

עם גלים מילימטריים, אין צורך להמתין להיתרי בנייה, תליית כבלים חדשים או חפירות כבישים ומדרכות – פעולות שמטרידות את הציבור. כל שנדרש הוא להגיע למיקום הרצוי, לחפש קו ראייה ברור בין שתי נקודות החיבור ולהציב את הציוד. הגודל הזעיר של הציוד מפשט גם את הנראות באתר ההתקנה. לאחר הכנת נקודת החשמל באתר המיועד, ההתקנה מהירה במיוחד – כרבע שעה לערך.

אם נדרש להוסיף קישורים מקומיים או מרוחקים בנקודת ההתקנה, הציוד המקובל בשוק כולל מתג גיגה Ethernet מובנה עם שלושה-ארבעה ממשקים, מוזן מ-PoE-In ממש כמו טלפון IP ומאפשר גם PoE-Out להפעלת מצלמות, נקודות Wi-Fi ועוד.

לסיכום, הרשויות המקומיות בישראל יכולות להתקדם מהר יותר לשירותי עיר חכמה באמצעות תשתית עצמאית חדשנית ומוכחת, תוך כדי הורדה משמעותית של עלויות.

הכותב הינו מנהל שיווק ופתרונות בסיקלו תקשורת.