حقائق رئيسية
- يعتمد الدليل على مشروع سابق كان يوفر فقط الإنترنت المحمول، ويفتقر لدعم المكالمات والرسائل النصية.
- يعتمد نشر الشبكة على عتاد الراديو المعرف برمجياً (SDR).
- يتم استخدام Open5GS كبرنامج للشبكة الأساسية.
- يشرح المقال آلية إجراء المكالمات الصوتية في شبكات LTE.
ملخص سريع
يواجه المقال التحدي المتمثل في تمكين المكالمات الصوتية ورسائل SMS على شبكة LTE خاصة. قبل عامين، تم وصف طريقة لإطلاق محطة أساسية منزلية توفر وصولاً للإنترنت المحمول. ومع ذلك، كانت تلك الشبكة الأولية تفتقر إلى القدرة على التعامل مع الاتصالات الخلوية التقليدية مثل الصوت والنص. يهدف هذا الدليل الحالي إلى سد هذه الثغرة من خلال إظهار كيفية نشر شبكة تعمل هذه الوظائف بشكل صحيح.
يتناول الدليل التقني الآليات الأساسية لكيفية عمل المكالمات الصوتية في شبكات LTE. ويشرح الانتقال من الصوت التقليدي المرتكز على الدوائر إلى تقنية VoLTE (الصوت عبر LTE). لبناء هذه الشبكة المحسنة، يستخدم الدليل عتاد الراديو المعرف برمجياً (SDR) وبرنامج الشبكة الأساسية Open5GS. يؤكد المقال على شرح التفاصيل التقنية اللازمة لجعل هذه الأنظمة تعمل معاً، مما يسمح للمستخدمين بإنشاء بيئة خلوية كاملة الوظائف في المنزل.
التطور من الشبكات التي تعتمد على البيانات إلى الشبكات الخلوية الكاملة
غالباً ما يبدأ إنشاء شبكة خلوية خاصة بتوفير وصول للإنترنت المحمول. في مشروع سابق، كان التركيز على إطلاق البنية التحتية الأساسية لـ 4G LTE. بينما نجح ذلك الإعداد في تقديم اتصال البيانات، إلا أنه كان يفتقر إلى القدرة على التعامل مع الاتصالات الخلوية التقليدية مثل الصوت والنص. هذا القيد شائع في الشبكات الخاصة في مراحلها الأولية لأن نقل البيانات يعتمد على بروتوكولات مختلفة عن المكالمات الصوتية. يمثل المشروع الحالي ترقية كبيرة، بالانتقال من نقطة اتصال إنترنت بسيطة إلى نظام اتصالات شامل.
الهدف الرئيسي هو سد هذه الفجوة. من خلال دمج قدرات الصوت ورسائل SMS، تصبح الشبكة بديلاً حقيقياً عن الخدمات الخلوية التجارية. يؤكد الدليل أن تحقيق هذا يتطلب فهماً أعمق للـ النواة الأساسية للحزمة المتطورة (EPC) وتقنيات معالجة الصوت المحددة. يتضمن الانتقال تكوين الشبكة لدعم نظام IMS (نظام الوسائط المتعددة عبر بروتوكول الإنترنت)، والذي يخدم نقل الخدمات الصوتية عبر شبكة قائمة على بروتوكول الإنترنت مثل LTE.
الهندسة التقنية: الراديو المعرف برمجياً (SDR) و Open5GS 🛠️
لبناء هذه الشبكة المتقدمة، مطلوب مكونات عتادية وبرمجية محددة. يعتمد الدليل على الراديو المعرف برمجياً (SDR) للعمل كشبكة الوصول اللاسلكي (RAN). يسمح SDR لأجهزة الكمبيوتر القياسية بمعالجة الإشارات الراديوية، محولاً العتاد بفعالية إلى محطة أساسية مرنة. هذه التقنية حاسمة لإنشاء واجهة الهواء التي تربط أجهزة المستخدم بالشبكة الأساسية. وهي توفر المرونة اللازمة لتنفيذ بروتوكولات LTE المحددة المطلوبة للصوت والبيانات.
من الجانب البرمجي، يستخدم الدليل Open5GS. هذه هي التنفيذ مفتوح المصدر للشبكة الأساسية لـ 5G وLTE. يدير Open5GS الوظائف الأساسية للشبكة الخلوية، بما في ذلك:
- المصادقة وتسجيل الأجهزة
- تعيين عناوين IP (عبر DHCP)
- توجيه حركة البيانات إلى الإنترنت
- الاتصال بـ IMS للمكالمات الصوتية
من خلال دمج عتاد SDR مع مجموعة البرمجيات Open5GS، يمكن للمستخدمين إنشاء بيئة خلوية متكاملة وذاتية الإغلاق تحاكي شبكات الناقلات التجارية على نطاق أصغر.
فهم آلية VoLTE
يركز المقال بشكل أساسي على شرح كيفية عمل المكالمات الصوتية فعلياً في شبكات LTE. على عكس الشبكات الأقدم من نوع 2G أو 3G التي استخدمت دوائر مخصصة للصوت، فإن LTE هي شبكة كاملة IP مصممة في المقام الأول للبيانات. لإجراء مكالمات صوتية، يستخدم الناقلون تقنية VoLTE. تقوم هذه العملية بتغليف بيانات الصوت في حزم IP، مشابهة لكيفية عمل تصفح الويب، ونقلها عبر اتصال بيانات LTE. هذه الطريقة تسمح بجودة صوت أعلى وقدرة استخدام البيانات والصوت في وقت واحد (إذا كانت مدعومة من الجهاز).
يقوم الدليل بتقسيم الخطوات المطلوبة لتمكين هذه الوظيفة في إعداد خاص. يتضمن ذلك تكوين الشبكة الأساسية لتوجيه حركة الصوت إلى خادم IMS (نظام الوسائط المتعددة عبر بروتوكول الإنترنت). يتعامل IMS مع الإشارات وإدارة الجلسة للمكالمات VoLTE. بدون هذا التكوين المحدد، يمكن للشبكة نقل البيانات، ولكنها لا يمكنها بدء أو استقبال مكالمات صوتية. يقدم المقال الرؤى اللازمة لسد هذه الفجوة التقنية، مما يضمن دعم الشبكة للنطاق الكامل من ميزات الاتصالات المحمولة.
التنفيذ والنشر
يعمل الدليل كدليل عملي لنشر هذه الميزات المتقدمة. يتجاوز النظريات ليقدم خطوات عملية للمستخدمين لاتباعها. يتضمن العملية إعداد النواة الأساسية Open5GSSDR، وتكوين معلمات الشبكة اللازمة لدعم VoLTE ورسائل SMS. يشير المقال إلى أن التعقيد التقني أعلى من إعداد Wi-Fi القياسي، ولكن النتيجة هي شبكة خلوية قوية وخاصة.
باتباع التعليمات، يمكن للمستخدمين توقع استنتاج بيئة شبكة محمولة كاملة الوظائف. وهذا يشمل القدرة على ربط الهواتف الذكية، وإرسال الرسائل النصية، وإجراء مكالمات صوتية دون الاعتماد على بنية تحتية للناقل التجاري. خلاص الدليل أن سد "الإغفال" في شبكة البيانات السابقة ينتج عنه حل كامل لهواة التكنولوجيا والمحترفين الراغبين في استكشاف التكنولوجيا الخلوية.