التصميم الفني للأبراج ثلاثية الأرجل لنشر شبكات الجيل الخامس متعددة المشغلين

-مقدمة
يتطلب الانتقال إلى تقنية الجيل الخامس (5G) بنية تحتية متينة قادرة على دعم ترددات أعلى، وهوائيات MIMO ضخمة، ومشاركة متعددة المشغلين. من بين تصاميم الأبراج المتنوعة، برزت الأبراج الفولاذية ثلاثية الأرجل ذات الزوايا كخيار مفضل لقوتها الاستثنائية واستقرارها وقابليتها للتوسع. تتناول هذه المدونة الاعتبارات التصميمية الفنية التي تجعل هذه الأبراج مثالية لنشر تقنية الجيل الخامس (5G) متعددة المشغلين، مع التركيز على سعة التحميل، وقابلية التكيف الهيكلي، والتوافق مع التطورات المستقبلية.

1. لماذا أبراج ثلاثية الأرجل لشبكة الجيل الخامس؟

يوفر الشكل المثلث للأبراج ثلاثية الأرجل استقرارًا طبيعيًا وكفاءة في تحمل الأحمال. في عمليات نشر شبكات الجيل الخامس، حيث يزداد وزن الهوائي وحمل الرياح بشكل ملحوظ، يوفر هذا التصميم:

1. مقاومة فائقة لعزم الانقلاب: توزع القواعد المثلثية الضغوط الميكانيكية بالتساوي.

2. القدرة على التكيف مع الأحمال الثقيلة: قادرة على دعم معدات مشغلين متعددين دون المساس بالهيكل.

3. سهولة التركيب والصيانة: التصميمات المعيارية تبسط عملية التجميع والتحديث.

2. الاعتبارات الفنية الرئيسية للتصميم

2.1 تحليل سعة التحميل

تتطلب عمليات نشر شبكات الجيل الخامس هوائيات أثقل (مثل وحدات MIMO الضخمة)، ومعدات أكثر، وأحمال رياح أعلى. يجب تصميم البرج لتحمل ما يلي:

• الحمل الميت: وزن البرج نفسه، والهوائيات، وخطوط النقل، والمنصات.

• التحميل المباشر: وزن موظفي الصيانة والأدوات.

• الأحمال البيئية:

  1. حمل الرياح: المتغير الأكبر. يُحسب باستخدام معايير مثل TIA-222-G أو EN 1993-3-1، مع مراعاة سرعة الرياح، ومساحة سطح الهوائي، وارتفاع البرج.

  2. حمل الجليد: أمر بالغ الأهمية في المناخات الباردة؛ حيث يؤدي تراكم الجليد على الهوائيات والأبراج إلى زيادة الوزن ومقاومة الرياح.

--مثال لحساب الحمل:
قد يحتاج برج ثلاثي الأرجل بارتفاع 30 مترًا في منطقة ساحلية (سرعة الرياح 50 مترًا في الثانية) مع ستة هوائيات MIMO ضخمة 5G لكل مشغل إلى دعم:

1. حمل الهوائي: ~600 كجم

2. حمل الرياح: ~15 كيلو نيوتن

3. حمل الجليد: ~200 كجم (إن وجد)

2.2 مواصفات التصميم الهيكلي

1. اختيار المواد: الفولاذ عالي القوة (على سبيل المثال، Q345 أو ASTM A572) مع قوة خضوع لا تقل عن 345 ميجا باسكال.

2. الحماية من التآكل: الجلفنة بالغمس الساخن وفقًا لمعيار ASTM A123 لضمان طول العمر في البيئات القاسية.

3. الوصلات: وصلات مثبتة بمسامير لسهولة التجميع والتعديلات المستقبلية.

4. الأساس: الأساسات الخرسانية المسلحة المصممة لمقاومة قوى الرفع والانقلاب.

2.3 تكوين متعدد المشغلين

لاستضافة مشغلين متعددين، يجب أن يستوعب البرج:

• مواضع تركيب الهوائي: منصات متعددة على ارتفاعات مختلفة لتجنب التداخل.

• إدارة الكابلات: مسارات مخصصة لخطوط الألياف والطاقة لتجنب الفوضى وضمان السلامة.

• توزيع الوزن: يجب أن يؤخذ التحميل غير المتماثل في الاعتبار في التصميم الهيكلي.

3. تحديات التصميم الخاصة بتقنية الجيل الخامس

• هوائيات MIMO الضخمة: هذه الأنظمة أكبر حجمًا وأثقل وزنًا من الأجيال السابقة. يمكن لوحدة MIMO ضخمة واحدة أن تزن ما بين 20 و30 كجم، ويمكن للأبراج استضافة العشرات منها.

• ديناميكيات حمل الرياح: تؤدي المساحة السطحية الأكبر لهوائيات الجيل الخامس إلى زيادة حمل الرياح، مما يتطلب أبراجًا وأساسات أقوى.

• تداخل التردد: يجب أن تكون الهوائيات متباعدة لتجنب التداخل، مما يؤثر على ارتفاع البرج وتصميم المنصة.

4. دراسة حالة: نشر برج 5G متعدد المشغلين

نظرة عامة على المشروع: برج ثلاثي الأرجل بارتفاع 35 مترًا في منطقة حضرية لاستضافة ثلاثة مشغلين للهاتف المحمول.

• متطلبات التحميل:

  1. كل مشغل: ستة هوائيات MIMO ضخمة، وطبقين للميكروويف، ووحدات راديو عن بعد.

  2. الوزن الإجمالي للمعدات: ~2000 كجم.

  3. حمل الرياح: 20 كيلو نيوتن (بناءً على بيانات سرعة الرياح المحلية).

• تعديلات التصميم:

  1. تقوية إضافية على ارتفاعات أعلى للتعامل مع الأحمال غير المتماثلة.

  2. منصات مخصصة مع مواقع تثبيت مخصصة لكل مشغل.

  3. تم تصميم الأساس لتحمل قدرة رفع تصل إلى 40 طنًا.

5. المعايير والامتثال

• المعايير الدولية:

  1. TIA-222-G: المعايير الهيكلية للهياكل الداعمة للهوائيات.

  2. EN 1993-3-1: معيار التصميم الأوروبي للأبراج والصواري.

• المعايير الزلزالية والأعاصيرية: الرموز الخاصة بالمنطقة (على سبيل المثال، ISO 3010 للتصميم الزلزالي).

6. تصميم مستقبلي

• القدرة على التكيف مع الجيل السادس: ينبغي تصميم الأبراج لاستيعاب الهوائيات الأكبر والأثقل وزنًا.

• تكامل إنترنت الأشياء: دعم أجهزة الاستشعار (على سبيل المثال، مراقبة الصحة الهيكلية) لتمكين الصيانة التنبؤية.

• الاستدامة: استخدام الفولاذ المعاد تدويره والتصميمات التي تقلل من استخدام المواد دون المساس بالقوة.

خاتمة

يُعدّ البرج الفولاذي ثلاثي الأرجل بزاوية حلاً تقنيًا متينًا لنشر شبكات الجيل الخامس (5G) متعددة المشغلين. يُوازن تصميمه بكفاءة بين سعة التحميل والسلامة الهيكلية والقدرة على التكيف، مما يجعله مثاليًا للمتطلبات الصارمة للشبكات الحديثة. بالالتزام بالمعايير الدولية والتركيز على مواكبة التطورات المستقبلية، يمكن لمشغلي الشبكات ضمان استمرارية بنيتهم التحتية لعقود قادمة.

لمعرفة المزيد، تفضل بزيارة www.alttower.com

اتصل بنا