kratak uvod
Po prvi put potražnja javnosti za mobilnim podacima premašuje mogućnosti opskrbe podacima mrežnih operatera. Stoga su mrežni operateri uložili milijarde dolara za povećanje brzine mobilnih mreža 3G i 4G. Udaljeni radiofrekventni sustav može smanjiti operativne troškove, dok korištenjeFTTA(optička vlakna do antene) tehnologija omogućuje inovativnu, fleksibilnu i buduću mrežnu instalaciju.
Brz razvoj
Mobilna širokopojasna mreža postala je stvarnost. Brzina prijenosa podataka 3G mreže (UMTS) već može dostići 10M, dok se očekuje da će brzina prijenosa podataka novog 4G standarda LTE (Long Term Evolution Technology) dostići 100M. 3G je izašao početkom 21. stoljeća, kada je mobilna komunikacijska tehnologija još uvijek bila u mogućnosti zadovoljiti potražnju tržišta. Za razliku od 3G, pokretna snaga za došav 4G dolazi iz želje korisnika mobilne komunikacije za podacima.
Od 2009. prodaja običnih mobilnih telefona opada, dok je globalna prodaja pametnih telefona porasla za 24%. Uzimajući Njemačku kao primjer, stopa rasta pametnog telefona u prethodnoj godini zapravo je bila 79%. Količina podataka koje konzumiraju korisnici pametnog telefona je mnogo veća. Stručnjaci očekuju da će se količina mobilnih podataka utrostrućiti od 2010. Zbog eksplozivnog rasta podataka trenutna mobilna komunikacijska mreža približava se ograničenju kapaciteta, pa su globalni operateri mobilne mreže uložili u građevinske 3G i 4G sustave.
Za razliku od sustava GSM, UMTS i LTE pogodniji su za više frekvencijske pojase (kao što su 2,1 GHz ili 2,6 GHz), a stanice u urbanim područjima su također manje, što može zadovoljiti potražnju za visokim prometom podataka u tim gusto naseljenim područjima. Međutim, veća će frekvencija smanjiti pokrivenost ćelije, čime će se uvelike povećati troškovi postizanja pune pokrivenosti mobilnim komunikacijama u ruralnim područjima. Ako je frekvencija veća, to znači da je potrebno više stanica i ulaganja. Ne samo to, gigabitne frekvencije ne mogu probiti velike zgrade učinkovito, tako da velike zgrade moraju biti pojedinačno instalirane sa IBC (zatvorena pokrivenost) sustavima. Stoga samo tvrtke koje koriste nisko-frekventne pojasove za pružanje usluga mogu povećati propusnost sustava na ekonomičan način. To je korist od "digitalnog poddijela".
Nakon prelaska s analognog na zemaljsko digitalno emitiranje, niska frekvencijska traka unutar 800 MHz je puštena za mobilnu komunikaciju. Njemačka savezna mrežna uprava je u svibnju na aukciji dala spektar Deutsche Telekomu, Vodafoneu i O2 po cijeni od 4,4 milijarde eura, a svaka tvrtka dobila je dvije frekventne grupacije podijeljene ovim brojem. Novi vlasnici tih frekvencija dužni su ostvariti širokopojasnu internet pokrivenost u područjima u kojima širokopojasni internet još nije razvijen ili je neravijen u budućim godinama. Razvojni put mobilne širokopojasne mreže u Njemačkoj sada je jasan, a izgradnja 4G mreža započet će ove godine.
Trenutni zadatak
Zbog golemog ulaganja u novu mrežnu infrastrukturu operateri mobilne komunikacije posebnu pozornost posvećaju troškovima rada (OPEX). Kako se broj stanica nastavlja povećavati i različite mrežne tehnologije (GSM, UMTS i LTE) djeluju paralelno, troškovi rada i održavanja mreže i dalje rastu. U oštrom kontrastu s tim trendom, zbog niske brzine komunikacije podataka i stalnog pada naplata glasovnih poziva, prihodi od poslovanja nisu se povećali. Snage koje voze operativne prihode su brzi Internet, podatkovne usluge i medijski sadržaj.
Mrežni troškovi u prosjeku iznose 30% ukupnih operativnih troškova mobilnih komunikacijskih operatera. Troškovi najma, tehničkog održavanja i backhaula podataka iznose oko jedne trećine tih troškova mreže, a preostale dvije trećine su u potpunosti troškovi električne energije. Opći cilj industrije mobilnih komunikacija je smanjenje operativnih troškova 3G i 4G mreža.
Svi proizvođači sustava – posebno Ericsson i Huawei – obvezali su se na provedbu zelene "mrežne politike" i počeli su proučavati kako smanjiti emisije ugljičnog dioksida mobilnih komunikacijskih sustava. "Zelene" bazne stanice su energetski učinkovite, ekonomične i fleksibilne, koriste obnovljive izvore energije (vjetar i solarni), te pružaju algoritme zasnovane na softveru za kontinuiranu optimizaciju mreže. Najnoviji sustavi za 3G i 4G uglavnom koriste udaljene radio glave (RRHs), a ove udaljene radio glave se također sve više koriste u "starim" GSM mrežama. Promjena tehnologije u udaljeni radiofrekventni sustav uvelike je uštedjela operativne troškove.
Rješavanje problema troškova
Konvencionalni sustavi baznih stanica koriste koaksijalni valoviti kabeli za prijenos visokofrekventnih signala iz bazne stanice do udaljene antene postavljene na pol. Zbog oteživanja u kabelu, brzina gubitka prenesene signalne snage je do 50% (ovisno o prijenosnoj udaljenosti i veličini presjeka kabela), a za veće frekvencije koje se općenito koriste s LTE, gubitak će se dodatno povećati. Ti gubici također mogu negativno utjecati na kvalitetu (omjer signala i buke) primljenog signala.
Najnoviji sustav koristi udaljenu radio glavu (RRH) instaliranu u blizini antene (kao što je na jarbolu ili zgradi). Signal visoke frekvencije generira RRH i prenosi antena s vrlo malo gubitka. Pasivno hlađenje pojačala snage integriranog u RRH ne zahtijeva nikakav sustav aktivnog hlađenja (kao što je sustav hlađenja koji zahtijevaju tradicionalne bazne stanice). Udaljeni radiofrekventni sustav smanjuje potrošnju mrežne energije za 25% do 50% (ovisno o konfiguraciji sustava i podacima proizvođača sustava).
Budući da je rashladni sustav s visokom potrošnjom energije izostavljen, a pojačalo snage integrirano u RRH, volumen najnovije bazne stanice je mnogo manji.
Od 1990, Ericsson je smanjio otisak stopala svake bazne stanice (400 nosača jedinica) sa 23 četvornih metara na 1 kvadratni metar sada, čime ne samo smanjenje troškova sustava, ali i smanjenje site renta.
Udaljeni radio sustav također ima prednost korištenja optičkih vlakana za prijenos podataka između RRH-a i bazne stanice (FTTA-vlakna na antenu). U tradicionalnim sustavima udaljenost između bazne stanice i antene ne smije biti veća od 100 metara (zbog analognog gubitka signala), tako da se skup komunikacijski prostor mora iznajmiti u blizini antene, ili skupi spremnici moraju biti ugrađeni na ravnim krovovima ili na otvorenom. Ethernet s optičkim vlaknima kao prijenosni medij neće uzrokovati nikakav gubitak signala prilikom prijenosa digitalnih podataka između bazne stanice i RRH-a, a maksimalna dozvoljena udaljenost je do 20 kilometara, tako da se bazna stanica može koncentrirati u sobi s nižim troškovima komunikacijske opreme, a planiranje mreže također će postati fleksibilnije i modularnije. Veza koristi postojeću ili novoinstaliranu optičku infrastrukturu za prijenos podataka, što je jednostavnije i mnogo jeftinije od korištenja valovitih kabela. Razna izvješća također pokazuju da korištenje optičkih vlakana može smanjiti vrijeme instalacije udaljenih RF sustava,"
Operateri favoriziraju
Općenito, svaka stanica je spojena na baznu stanicu za tri RRH-a kroz tri odvojena optička kabela s dva jezgra. Ova metoda je učinkovitija za instalacije na kratke udaljenosti, ali nije idealna za pokretanje paralelnih sustava (UMTS i LTE) i buduću održivost.
Alternativna metoda je instaliranje unaprijed sastavljenog višejezg optičkog kabela između bazne stanice i distribucijskog okvira u blizini RRH-a, a zatim ga podijeliti u nekoliko dvojezdrenih optičkih kabela u distribucijskom okviru i spojiti ga na RRH. Osim prednosti u pogledu instalacije (to jest, samo jedan optički kabel treba poleći umjesto tri), ova metoda ima još dvije očite prednosti.Prvo, vlaknasti optički kabeli mogu se dodati u bilo kojem trenutku tijekom sljedeće instalacije (kao što je buduće proširenje LTE). U budućnosti LTE proširenje kapaciteta, cijeli link je unaprijed instaliran s optičkim kabelima, tako da je ostalo samo polaganje novih optičkih skakača iz distribucijske kutije na LTE RRH. Ova metoda poma e budućem širenju sustava. Drugo, proširenje sustava ili nadogradnja često uključuje zamjenu proizvođača sustava i srodnu tehnologiju povezivanja vlakana. Iako je ODC© je najšire korišteno sučelje za RRH, također koristi LC rješenje veze koje je teže instalirati. Ne samo to, budući LTE sustav bit će opremljen tzv."Q-XCO" konektorom. Ako se sustav promijeni, tehnologija povezivanja može biti nekompatibilna i možda će biti potrebno zamijeniti sve optičke kabele u standardnoj instalaciji. Korištenjem rješenja distribucijske kutije kratki skakač na RRH može se zamijeniti i pravilno podesiti-dok je izvorna optička kabelska veza između bazne stanice i distribucijskog okvira ostala nepromijenjena, instalacija je fleksibilna i nije ograničena od strane proizvođača sustava.
Međutim, zbog opterećenja vjetra i nedostatka prostora na jarbolu antene, neki mrežni operatori neće dodati distribucijske kutije. Za ovu situaciju mogu se koristiti rješenja za uštedu prostora i optimizirana višejezga optička kabela, kao što je Masterline Extreme rješenje koje pruža Huber+Suhner Group.
Vodafone Njemačka je razvila FiPro metodu za nadogradnju tradicionalnih valovitih kabelskih sustava na FTTA sustave. Vodafone je partner s Huber+Suhner Group, vodećim davateljem RRH instalacijskih rješenja, kako bi promicao korištenje ove metode. Prema ovoj metodi, unutarnji vodič izvorno instaliranog valovitog kabela koristit će se kao prazan vod za višejezgački optički kabel. Unutarnji i unutarnji vodiči drugog koaksijalnog kabela koristit će se paralelno kao RRH kabel za napajanje. Ako koristite ovu FiPro metodu, ne morate dodavati dodatni rad prilikom polaganja kabela, uštede troškova, kao što je nema potrebe za instalacijom vodova na zidovima ili krovovima, ili instalirati RRH-ove na teško dostupnim mjestima. Prema Vodafone, ova metoda je ekonomičnija od tradicionalnih metoda polaganja kabela-čak i ako kabel polaganje udaljenost nije dugo.
Posljednji neobavezniFTTAmetoda instalacije je tzv. "hibridno rješenje"-to jest, za napajanje i podatkovnu vezu koristi se bakaran/optički hibridni kabel. Iako se ta rješenja čine privlačnima, teško ih je provesti i neekonomski. Ova vrsta rješenja vrijedi samo u određenim situacijama, kao što su visoki troškovi najma svakog kabela. Vodafone Njemačka je razvila FiPro metodu za nadogradnju tradicionalnih valovitih kabelskih sustava na FTTA sustave. Vodafone je partner s Huber+Suhner Group, vodećim davateljem RRH instalacijskih rješenja, kako bi promicao korištenje ove metode. Prema ovoj metodi, unutarnji vodič izvorno instaliranog valovitog kabela koristit će se kao prazan vod za višejezgački optički kabel. Unutarnji i unutarnji vodiči drugog koaksijalnog kabela koristit će se paralelno kao RRH kabel za napajanje. Ako koristite ovu FiPro metodu, ne morate dodavati dodatni rad prilikom polaganja kabela, uštedu troškova. Na primjer, ne morate instalirati kanale na zidovima ili krovovima, a ne morate instalirati RRH-ove u područjima koja se teško mogu pristupiti. Prema Vodafone, ova metoda je ekonomičnija od tradicionalnih metoda polaganja kabela-čak i ako kabel polaganje udaljenost nije dugo.
u zaključku
Udaljeni radiofrekventni sustavi pružaju mrežnim operaterima značajne troškove i tehničke prednosti, pa je broj instaliranih udaljenih radiofrekventnih sustava prošle godine prvi put premašio broj tradicionalnih sustava. Stručnjaci očekuju da će se taj trend nastaviti i ubrzati. Osim toga, stručnjaci također očekuju da će se svi novo razvijeni sustavi proizvođača sustava temeljiti na udaljenim radiofrekventnim sustavima.
FTTA-istruktura mreže inovativna je i fleksibilna, što pomaže u daljnjem smanjenju operativnih troškova i osiguravanju održivosti mreže u budućnosti.