krótkie wprowadzenie
Po raz pierwszy zapotrzebowanie społeczeństwa na dane komórkowe przekracza możliwości dostarczania danych przez operatorów sieci. Dlatego operatorzy sieci zainwestowali miliardy dolarów, aby zwiększyć szybkość sieci komórkowych 3G i 4G. Zdalny system częstotliwości radiowych może obniżyć koszty eksploatacji,Ftta (ftta)(światłowód do anteny) umożliwia innowacyjną, elastyczną i przyszłościową instalację sieciową.
Szybki rozwój
Mobilne łącza szerokopasmowe stały się rzeczywistością. Prędkość transmisji danych w sieci 3G (UMTS) może już osiągnąć 10 M, podczas gdy prędkość transmisji danych w nowym standardzie 4G LTE (Long Term Evolution Technology) ma osiągnąć 100 M. 3G pojawiło się na początku XXI wieku, kiedy technologia komunikacji mobilnej nadal była w stanie zaspokoić popyt rynkowy. W przeciwieństwie do 3G, siłą napędową pojawienia się 4G jest pragnienie użytkowników komunikacji mobilnej do transmisji danych.
Od 2009 roku sprzedaż zwykłych telefonów komórkowych spada, podczas gdy globalna sprzedaż smartfonów wzrosła o 24%. Biorąc za przykład Niemcy, tempo wzrostu smartfonów w poprzednim roku wynosiło w rzeczywistości 79%. Ilość danych zużywanych przez użytkowników smartfonów jest znacznie wyższa. Eksperci spodziewają się, że ilość danych mobilnych potroi się w latach 2010–2015. Ze względu na gwałtowny wzrost ilości danych, obecna sieć łączności komórkowej zbliża się do limitu przepustowości, więc globalni operatorzy sieci komórkowych zainwestowali w budowę systemów 3G i 4G.
W przeciwieństwie do GSM, systemy UMTS i LTE są bardziej odpowiednie dla wyższych pasm częstotliwości (takich jak 2,1 GHz lub 2,6 GHz), a ogniwa na obszarach miejskich są również mniejsze, co może zaspokoić zapotrzebowanie na duży ruch danych na tych gęsto zaludnionych obszarach. Jednak większa częstotliwość zmniejszy zasięg komórki, co znacznie zwiększy koszty osiągnięcia pełnego zasięgu komunikacji komórkowej na obszarach wiejskich. Jeśli częstotliwość jest wyższa, oznacza to, że potrzeba więcej komórek i inwestycji. Nie tylko to, częstotliwości gigabitowe nie mogą skutecznie przenikać do dużych budynków, więc duże budynki muszą być indywidualnie instalowane z systemami IBC (zasięg wewnętrzny). W związku z tym tylko firmy, które korzystają z pasm o niskiej częstotliwości do świadczenia usług, mogą zwiększyć przepustowość systemu w ekonomiczny sposób. Jest to zaleta "pododdziału cyfrowego".
Po przejściu z analogowej na naziemnej transmisji cyfrowej, pasmo niskiej częstotliwości w 800 MHz zostało dopuszczone do komunikacji mobilnej. Niemiecka Federalna Administracja Sieci podała w maju na aukcji widma Deutsche Telekom, Vodafone i O2 po cenie 4,4 mld euro, a każda z nich otrzymała dwie grupy częstotliwości podzielone przez tę liczbę. Nowi właściciele tych częstotliwości są zobowiązani do osiągnięcia szerokopasmowego zasięgu Internetu na obszarach, na których szerokopasmowy Internet nie został jeszcze rozwinięty lub jest słabo rozwinięty w nadchodzących latach. Ścieżka rozwoju mobilnych łączy szerokopasmowych w Niemczech jest już jasna, a budowa sieci 4G rozpocznie się w tym roku.
Bieżące zadanie
Ze względu na ogromne inwestycje w nową infrastrukturę sieciową operatorzy telefonii komórkowej zwracają szczególną uwagę na koszty operacyjne (OPEX). Wraz ze wzrostem liczby ogniw i równoległym działaniem różnych technologii sieciowych (GSM, UMTS i LTE), koszty eksploatacji i konserwacji sieci nadal rosną. W przeciwieństwie do tej tendencji, ze względu na niską szybkość komunikacji danych i ciągły spadek opłat za połączenia głosowe, przychody operacyjne nie wzrosły. Siłą napędową dochodów operacyjnych jest szybki Internet, usługi transmisji danych i treści multimedialne.
Koszty sieci stanowią średnio 30% całkowitych kosztów operacyjnych operatorów telefonii komórkowej. Koszty wynajmu, konserwacji technicznej i kosztów dosyłów danych stanowią około jednej trzeciej tych kosztów sieci, a pozostałe dwie trzecie to koszty energii elektrycznej. Ogólnym celem branży telefonii komórkowej jest obniżenie kosztów operacyjnych sieci 3G i 4G.
Wszyscy producenci systemów, zwłaszcza Ericsson i Huawei, zobowiązali się do wdrożenia zielonej "polityki sieciowej" i zaczęli badać, jak zmniejszyć emisję dwutlenku węgla w systemach komunikacji mobilnej. "Zielone" stacje bazowe są energooszczędne, ekonomiczne i elastyczne, wykorzystują odnawialne źródła energii (wiatrowe i słoneczne) oraz zapewniają oparte na oprogramowaniu algorytmy do ciągłej optymalizacji sieci. Najnowsze systemy 3G i 4G wykorzystują głównie zdalne głowice radiowe (RRH), a te zdalne głowice radiowe są również coraz częściej używane w "starych" sieciach GSM. Zmiana technologii na zdalny system częstotliwości radiowych znacznie spowodowała obniżenie kosztów operacyjnych.
Rozwiązywanie problemu z kosztami
Konwencjonalne systemy stacji bazowych wykorzystują koncentryczny kable faliste do przesyłania sygnałów o wysokiej częstotliwości ze stacji bazowej do anteny montowanej na słupie zdalnej. Ze względu na tłumienie w kablu, szybkość strat mocy sygnału przesyłanego wynosi do 50% (w zależności od odległości transmisji i wielkości przekroju kabla), a dla wyższych częstotliwości zwykle stosowanych z LTE, strata wzrośnie jeszcze bardziej. Straty te mogą również niekorzystnie wpłynąć na jakość (stosunek sygnału do szumu) odbieranego sygnału.
Najnowszy system wykorzystuje zdalną głowicę radiową (RRH) zainstalowaną w pobliżu anteny (na przykład na maszcie lub budynku). Sygnał wysokiej częstotliwości jest generowany przez RRH i przesyłany przez antenę z bardzo małą stratą. Pasywne chłodzenie wzmacniacza mocy zintegrowanego z RRH nie wymaga żadnego aktywnego układu chłodzenia (takiego jak system chłodzenia wymagany przez tradycyjne stacje bazowe). Zdalny system częstotliwości radiowej zmniejsza zużycie energii w sieci o 25% do 50% (w zależności od konfiguracji systemu i danych producenta systemu).
Ponieważ system chłodzenia o wysokim zużyciu energii jest pomijany, a wzmacniacz mocy jest zintegrowany z RRH, objętość najnowszej stacji bazowej jest znacznie mniejsza.
Od 1990 roku Firma Ericsson zmniejszyła powierzchnię każdej stacji bazowej (400 jednostek nośnych) z 23 metrów kwadratowych do 1 metra kwadratowego, a tym samym nie tylko obniżyła koszty systemu, ale także zmniejszyła czynsze za teren.
Zdalny system radiowy ma również tę zaletę, że wykorzystuje światłowód do przesyłania danych między RRH a stacją bazową (FTTA-fiber do anteny). W tradycyjnych systemach odległość między stacją bazową a anteną nie może przekraczać 100 metrów (z powodu utraty sygnału analogowego), więc w pobliżu anteny należy wynająć kosztowną przestrzeń komunikacyjną lub drogie pojemniki muszą być zainstalowane na płaskich dachach lub na zewnątrz. Ethernet z światłowodem jako medium transmisji nie spowoduje utraty sygnału podczas przesyłania danych cyfrowych między stacją bazową a RRH, a maksymalna dozwolona odległość wynosi do 20 kilometrów, więc stacja bazowa może być skoncentrowana w tańszym pomieszczeniu urządzeń komunikacyjnych, a planowanie sieci stanie się również bardziej elastyczne i modułowe. Łącze wykorzystuje istniejącą lub nowo zainstalowaną infrastrukturę światłowodową do przesyłania danych, co jest prostsze i znacznie tańsze niż przy użyciu kabli falistych. Różne raporty pokazują również, że użycie światłowodu może skrócić czas instalacji zdalnych systemów RF",
Operatorzy faworyzują
Ogólnie rzecz biorąc, każda komórka jest podłączona do stacji bazowej trzema RRH za pomocą trzech oddzielnych dwużyłowych kabli optycznych. Metoda ta jest bardziej wydajna w przypadku instalacji na krótkich dystansach, ale nie jest idealna do pracy z systemami równoległymi (UMTS i LTE) i przyszłego zrównoważonego rozwoju.
Alternatywną metodą jest zainstalowanie wstępnie zmontowanego wielożyłowego kabla optycznego między stacją bazową a skrzynką rozdzielniczą w pobliżu RRH, a następnie podzielenie go na kilka dwużyłowych kabli optycznych w skrzynce rozdzielczej i podłączenie do RRH. Oprócz zalet w zakresie instalacji (to znaczy, że tylko jeden kabel optyczny musi być układany zamiast trzech), metoda ta ma dwie inne oczywiste zalety.Po pierwsze, kable światłowodowe mogą być dodawane w dowolnym momencie podczas następnej instalacji (takich jak przyszłe rozszerzenie LTE). W przyszłości rozszerzenie pojemności LTE, całe łącze zostało wstępnie zainstalowane za pomocą kabli optycznych, więc reszta jest po prostu układanie nowych zworki optyczne z skrzynki rozdzielczej do LTE RRH. Ta metoda sprzyja przyszłej ekspansji systemu. Po drugie, rozbudowa lub modernizacja systemu często wiąże się z wymianą producenta systemu i powiązanej technologii połączeń światłowodowych. Chociaż ODC© jest najczęściej używanym interfejsem dla RRH, wykorzystuje również rozwiązanie do połączenia LC, które jest trudniejsze do zainstalowania. Nie tylko, że przyszły system LTE będzie wyposażony w tak zwane złącze "Q-XCO". Jeśli system ulegnie zmianie, technologia połączenia może być niezgodna i może być konieczna wymiana wszystkich kabli światłowodowych w standardowej instalacji. Za pomocą rozwiązania skrzynki rozdzielczej, krótki zworka do RRH może być wymieniony i prawidłowo wyregulowany, podczas gdy oryginalne połączenie kabla optycznego między stacją bazową a skrzynką rozdzielczą pozostaje niezmienione, instalacja jest elastyczna i nie jest ograniczona przez producenta systemu.
Jednak ze względu na obciążenia wiatrem i brak miejsca na maszcie antenowym, niektórzy operatorzy sieci nie dodadzą skrzynek dystrybucyjnych. W tej sytuacji można zastosować oszczędzające miejsce i zoptymalizowane wielożyłowe rozwiązania kabli optycznych, takie jak rozwiązanie Masterline Extreme dostarczane przez Huber+Suhner Group.
Vodafone Niemcy opracował metodę FiPro do modernizacji tradycyjnych systemów kabli falistych do systemów FTTA. Vodafone nawiązał współpracę z Huber+Suhner Group, wiodącym dostawcą rozwiązań instalacyjnych RRH, aby promować stosowanie tej metody. Zgodnie z tą metodą, wewnętrzny przewód oryginalnie zainstalowanego kabla falistego będzie używany jako pusty przewód do wielożyłowego kabla optycznego. Wewnętrzne i zewnętrzne przewody innego kabla koncentryczowego będą używane równolegle jako przewód zasilający RRH. Jeśli używasz tej metody FiPro, nie trzeba dodawać dodatkowej pracy podczas układania kabli, oszczędzając koszty, takie jak brak konieczności instalowania kanałów na ścianach lub dachach lub instalowania RRHs w trudno dostępnych miejscach. Według Vodafone, metoda ta jest bardziej ekonomiczna niż tradycyjne metody układania kabli, nawet jeśli odległość układania kabli nie jest długa.
Ostatni opcjonalnyFtta (ftta)metoda instalacji jest tak zwanym "rozwiązaniem hybrydowym", czyli miedzianym/optycznym kablem hybrydowym używanym do zasilania i połączenia danych. Chociaż rozwiązania te wydają się atrakcyjne, są trudne do wdrożenia i nieekonomiczne. Tego typu rozwiązanie jest opłacalne tylko w niektórych sytuacjach, takich jak wysoki koszt wynajmu każdego kabla. Vodafone Niemcy opracował metodę FiPro do modernizacji tradycyjnych systemów kabli falistych do systemów FTTA. Vodafone nawiązał współpracę z Huber+Suhner Group, wiodącym dostawcą rozwiązań instalacyjnych RRH, aby promować stosowanie tej metody. Zgodnie z tą metodą, wewnętrzny przewód oryginalnie zainstalowanego kabla falistego będzie używany jako pusty przewód do wielożyłowego kabla optycznego. Wewnętrzne i zewnętrzne przewody innego kabla koncentryczowego będą używane równolegle jako przewód zasilający RRH. Jeśli używasz tej metody FiPro, nie trzeba dodawać dodatkowej pracy podczas układania kabli, oszczędzając koszty. Na przykład nie trzeba instalować kanałów na ścianach lub dachach i nie trzeba instalować RRHs w trudno dostępnych obszarach. Według Vodafone, metoda ta jest bardziej ekonomiczna niż tradycyjne metody układania kabli, nawet jeśli odległość układania kabli nie jest długa.
podsumowując
Zdalne systemy częstotliwości radiowych zapewniają operatorom sieci znaczne korzyści ekonomiczne i techniczne, więc liczba zainstalowanych w ubiegłym roku systemów zdalnych częstotliwości radiowych przekroczyła liczbę tradycyjnych systemów. Eksperci spodziewają się, że tendencja ta będzie się utrzymywać i przyspieszać. Ponadto eksperci spodziewają się również, że wszystkie nowo opracowane systemy producentów systemów będą oparte na zdalnych systemach częstotliwości radiowych.
FTTAstruktura sieci jest innowacyjna i elastyczna, co przyczynia się do dalszego obniżenia kosztów operacyjnych i zapewnienia zrównoważonego charakteru sieci w przyszłości.
