σύντομη εισαγωγή
Για πρώτη φορά, η δημόσια ζήτηση&# 39 για δεδομένα κινητής τηλεφωνίας υπερβαίνει τις δυνατότητες παροχής δεδομένων των χειριστών δικτύου. Ως εκ τούτου, οι διαχειριστές δικτύου έχουν επενδύσει δισεκατομμύρια δολάρια για να αυξήσουν την ταχύτητα των δικτύων κινητής τηλεφωνίας 3G και 4G. Το απομακρυσμένο σύστημα ραδιοσυχνοτήτων μπορεί να μειώσει το κόστος λειτουργίας, ενώ η χρήση τουFTTAΗ τεχνολογία οπτικών ινών προς κεραία επιτρέπει την καινοτόμο, ευέλικτη και μελλοντική προστασία δικτύου.
Γρήγορη ανάπτυξη
Η κινητή ευρυζωνική σύνδεση έχει γίνει πραγματικότητα. Η ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων του δικτύου 3G (UMTS) μπορεί ήδη να φτάσει τα 10M, ενώ η ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων του νέου προτύπου 4G LTE (Long Term Evolution Technology) αναμένεται να φτάσει τα 100M. Το 3G βγήκε στις αρχές του 21ου αιώνα, όταν η τεχνολογία κινητής επικοινωνίας ήταν ακόμη σε θέση να καλύψει τη ζήτηση της αγοράς. Σε αντίθεση με το 3G, η κινητήρια δύναμη για την έλευση του 4G προέρχεται από την επιθυμία των χρηστών κινητής επικοινωνίας για δεδομένα.
Από το 2009, οι πωλήσεις συνηθισμένων κινητών τηλεφώνων μειώθηκαν, ενώ οι παγκόσμιες πωλήσεις smartphone αυξήθηκαν κατά 24%. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τη Γερμανία, ο ρυθμός αύξησης των smartphone κατά το προηγούμενο έτος ήταν στην πραγματικότητα 79%. Το ποσό των δεδομένων που καταναλώνουν οι χρήστες smartphone είναι πολύ υψηλότερο. Οι ειδικοί αναμένουν ότι ο αριθμός των δεδομένων κινητής τηλεφωνίας θα τριπλασιαστεί από το 2010 έως το 2015. Λόγω της εκρηκτικής αύξησης των δεδομένων, το τρέχον δίκτυο κινητής επικοινωνίας πλησιάζει το όριο χωρητικότητας, επομένως οι παγκόσμιοι φορείς εκμετάλλευσης δικτύων κινητής τηλεφωνίας έχουν επενδύσει σε συστήματα κατασκευής 3G και 4G.
Σε αντίθεση με το GSM, τα συστήματα UMTS και LTE είναι πιο κατάλληλα για ζώνες υψηλότερης συχνότητας (όπως 2,1 GHz ή 2,6 GHz) και τα κελιά σε αστικές περιοχές είναι επίσης μικρότερα, τα οποία μπορούν να καλύψουν τη ζήτηση για υψηλή κυκλοφορία δεδομένων σε αυτές τις πυκνοκατοικημένες περιοχές. Ωστόσο, μια υψηλότερη συχνότητα θα μειώσει την κάλυψη του κελιού, αυξάνοντας έτσι σημαντικά το κόστος επίτευξης πλήρους κάλυψης κινητής επικοινωνίας σε αγροτικές περιοχές. Εάν η συχνότητα είναι υψηλότερη, αυτό σημαίνει ότι χρειάζονται περισσότερα κελιά και επενδύσεις. Όχι μόνο αυτό, οι συχνότητες gigabit δεν μπορούν να διεισδύσουν αποτελεσματικά σε μεγάλα κτίρια, επομένως τα μεγάλα κτίρια πρέπει να εγκατασταθούν ξεχωριστά με συστήματα IBC (εσωτερική κάλυψη). Επομένως, μόνο οι εταιρείες που χρησιμοποιούν ζώνες χαμηλής συχνότητας για την παροχή υπηρεσιών μπορούν να αυξήσουν το εύρος ζώνης του συστήματος με οικονομικό τρόπο. Αυτό είναι το όφελος του&«ψηφιακή υποδιαίρεση GG».
Μετά τη μετάβαση από αναλογική σε επίγεια ψηφιακή μετάδοση, η ζώνη χαμηλής συχνότητας εντός 800 MHz κυκλοφόρησε για κινητή επικοινωνία. Η Γερμανική Ομοσπονδιακή Διοίκηση Δικτύων δημοπράτησε το φάσμα της Deutsche Telekom, της Vodafone και της O2 στην τιμή των 4,4 δισ. Ευρώ τον Μάιο και κάθε εταιρεία έλαβε δύο ομάδες συχνοτήτων υποδιαιρούμενες με αυτόν τον αριθμό. Οι νέοι κάτοχοι αυτών των συχνοτήτων υποχρεούνται να επιτύχουν ευρυζωνική κάλυψη στο Διαδίκτυο σε περιοχές όπου το ευρυζωνικό Διαδίκτυο δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί ή δεν έχει αναπτυχθεί τα επόμενα χρόνια. Η πορεία ανάπτυξης των κινητών ευρυζωνικών συνδέσεων στη Γερμανία είναι πλέον ξεκάθαρη και η κατασκευή δικτύων 4G θα ξεκινήσει φέτος.
Τρέχουσα εργασία
Λόγω της τεράστιας επένδυσης σε νέα υποδομή δικτύου, οι φορείς εκμετάλλευσης κινητών επικοινωνιών δίνουν ιδιαίτερη προσοχή στο λειτουργικό κόστος (OPEX). Καθώς ο αριθμός των κυψελών συνεχίζει να αυξάνεται και διαφορετικές τεχνολογίες δικτύου (GSM, UMTS και LTE) λειτουργούν παράλληλα, το κόστος λειτουργίας και συντήρησης δικτύου συνεχίζει να αυξάνεται. Σε αντίθεση με αυτήν την τάση, λόγω της χαμηλής ταχύτητας επικοινωνίας δεδομένων και της συνεχούς μείωσης των χρεώσεων φωνητικών κλήσεων, το λειτουργικό εισόδημα δεν έχει αυξηθεί. Οι δυνάμεις που οδηγούν το λειτουργικό εισόδημα είναι Internet υψηλής ταχύτητας, υπηρεσίες δεδομένων και περιεχόμενο πολυμέσων.
Το κόστος δικτύου αντιπροσωπεύει κατά μέσο όρο το 30% του συνολικού κόστους λειτουργίας των παρόχων κινητής επικοινωνίας. Το κόστος ενοικίασης, τεχνικής συντήρησης και ανασυγκρότησης δεδομένων αντιπροσωπεύει περίπου το ένα τρίτο αυτών των δαπανών δικτύου και τα υπόλοιπα δύο τρίτα είναι εξ ολοκλήρου κόστος ηλεκτρικής ενέργειας. Ο γενικός στόχος της βιομηχανίας κινητών επικοινωνιών είναι η μείωση του λειτουργικού κόστους των δικτύων 3G και 4G.
Όλοι οι κατασκευαστές συστημάτων - ειδικά η Ericsson και η Huawei - έχουν δεσμευτεί να εφαρμόσουν μια πράσινη&"πολιτική δικτύου GG"; και έχουν αρχίσει να μελετούν πώς να μειώσουν τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα των κινητών συστημάτων επικοινωνίας.&«Πράσινο GG»; οι σταθμοί βάσης είναι ενεργειακά αποδοτικοί, οικονομικοί και ευέλικτοι, χρησιμοποιούν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (αιολική και ηλιακή) και παρέχουν αλγόριθμους βασισμένους σε λογισμικό για συνεχή βελτιστοποίηση δικτύου. Τα τελευταία συστήματα για 3G και 4G χρησιμοποιούν κυρίως απομακρυσμένες κεφαλές ραδιοφώνου (RRHs), και αυτές οι απομακρυσμένες κεφαλές ραδιοφώνου χρησιμοποιούνται επίσης όλο και περισσότερο σε&«παλιά GG»; Δίκτυα GSM. Η αλλαγή τεχνολογίας στο απομακρυσμένο σύστημα ραδιοσυχνοτήτων έχει εξοικονομήσει πολύ το κόστος λειτουργίας.
Λύστε το πρόβλημα κόστους
Τα συμβατικά συστήματα σταθμού βάσης χρησιμοποιούν ομοαξονικά κυματοειδή καλώδια για τη μετάδοση σημάτων υψηλής συχνότητας από το σταθμό βάσης στην απομακρυσμένη κεραία που είναι τοποθετημένη στον πόλο. Λόγω της εξασθένησης του καλωδίου, ο ρυθμός απώλειας της ισχύος του μεταδιδόμενου σήματος είναι έως και 50% (ανάλογα με την απόσταση μετάδοσης και το μέγεθος της διατομής του καλωδίου) και για υψηλότερες συχνότητες που χρησιμοποιούνται γενικά με το LTE, η απώλεια θα αυξάνονται περαιτέρω. Αυτές οι απώλειες μπορούν επίσης να επηρεάσουν δυσμενώς την ποιότητα (λόγος σήματος προς θόρυβο) του λαμβανόμενου σήματος.
Το πιο πρόσφατο σύστημα χρησιμοποιεί μια απομακρυσμένη κεφαλή ραδιοφώνου (RRH) εγκατεστημένη κοντά στην κεραία (όπως σε ιστό ή κτίριο). Το σήμα υψηλής συχνότητας δημιουργείται από το RRH και μεταδίδεται από την κεραία με πολύ μικρή απώλεια. Η παθητική ψύξη του ενισχυτή ισχύος που είναι ενσωματωμένη στο RRH δεν απαιτεί κανένα ενεργό σύστημα ψύξης (όπως το σύστημα ψύξης που απαιτείται από τους παραδοσιακούς σταθμούς βάσης). Το απομακρυσμένο σύστημα ραδιοσυχνοτήτων μειώνει την κατανάλωση ενέργειας του δικτύου κατά 25% έως 50% (ανάλογα με τη διαμόρφωση του συστήματος και τα δεδομένα του κατασκευαστή συστήματος&# 39).
Δεδομένου ότι το σύστημα ψύξης με υψηλή κατανάλωση ενέργειας παραλείπεται και ο ενισχυτής ισχύος είναι ενσωματωμένος στο RRH, ο όγκος του τελευταίου σταθμού βάσης είναι πολύ μικρότερος.
Από το 1990, η Ericsson έχει μειώσει το αποτύπωμα κάθε σταθμού βάσης (400 μονάδες μεταφοράς) από 23 τετραγωνικά μέτρα σε 1 τετραγωνικό μέτρο τώρα, μειώνοντας έτσι όχι μόνο το κόστος του συστήματος, αλλά και μειώνοντας τα ενοίκια.
Το απομακρυσμένο σύστημα ραδιοφώνου έχει επίσης το πλεονέκτημα της χρήσης οπτικών ινών για τη μετάδοση δεδομένων μεταξύ του RRH και του σταθμού βάσης (FTTA-fiber προς κεραία). Στα παραδοσιακά συστήματα, η απόσταση μεταξύ του σταθμού βάσης και της κεραίας δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 100 μέτρα (λόγω απώλειας αναλογικού σήματος), οπότε πρέπει να ενοικιάζεται ακριβός χώρος επικοινωνίας κοντά στην κεραία, ή ακριβές δοχεία πρέπει να εγκαθίστανται σε επίπεδες στέγες ή σε εξωτερικούς χώρους. Το Ethernet με οπτική ίνα ως μέσο μετάδοσης δεν θα προκαλέσει απώλεια σήματος κατά τη μετάδοση ψηφιακών δεδομένων μεταξύ του σταθμού βάσης και του RRH και η μέγιστη επιτρεπόμενη απόσταση είναι έως 20 χιλιόμετρα, οπότε ο σταθμός βάσης μπορεί να συγκεντρωθεί στην επικοινωνία χαμηλότερου κόστους δωμάτιο εξοπλισμού και ο σχεδιασμός δικτύου θα γίνει επίσης πιο ευέλικτος και αρθρωτός. Ο σύνδεσμος χρησιμοποιεί υπάρχουσα ή πρόσφατα εγκατεστημένη υποδομή οπτικών ινών για τη μετάδοση δεδομένων, η οποία είναι απλούστερη και πολύ φθηνότερη από τη χρήση κυματοειδών καλωδίων. Διάφορες εκθέσεις δείχνουν επίσης ότι η χρήση οπτικών ινών μπορεί να μειώσει το χρόνο εγκατάστασης των απομακρυσμένων συστημάτων RF,&».
Οι χειριστές προτιμούν
Γενικά, κάθε κυψέλη συνδέεται με το σταθμό βάσης με τρία RRH μέσω τριών ξεχωριστών οπτικών καλωδίων διπλού πυρήνα. Αυτή η μέθοδος είναι πιο αποτελεσματική για εγκαταστάσεις μικρών αποστάσεων, αλλά δεν είναι ιδανική για την εκτέλεση παράλληλων συστημάτων (UMTS και LTE) και μελλοντικής βιωσιμότητας.
Μια εναλλακτική μέθοδος είναι να εγκαταστήσετε ένα προεγκατεστημένο οπτικό καλώδιο πολλαπλών πυρήνων μεταξύ του σταθμού βάσης και του κουτιού διανομής κοντά στο RRH και στη συνέχεια να το διαιρέσετε σε πολλά οπτικά καλώδια διπλού πυρήνα στο κουτί διανομής και να το συνδέσετε στο RRH. Εκτός από τα πλεονεκτήματα όσον αφορά την εγκατάσταση (δηλαδή, πρέπει να τοποθετηθεί μόνο ένα οπτικό καλώδιο αντί για τρία), αυτή η μέθοδος έχει δύο άλλα προφανή πλεονεκτήματα.Πρώτον, καλώδια οπτικών ινών μπορούν να προστεθούν οποιαδήποτε στιγμή κατά την επόμενη εγκατάσταση (όπως μελλοντική επέκταση LTE). Στη μελλοντική επέκταση χωρητικότητας LTE, ολόκληρος ο σύνδεσμος έχει προεγκατασταθεί με οπτικά καλώδια, οπότε τα υπόλοιπα απλά τοποθετούν νέα οπτικά άλματα από το κουτί διανομής στο LTE RRH. Αυτή η μέθοδος ευνοεί τη μελλοντική επέκταση συστήματος. Δεύτερον, η επέκταση ή η αναβάθμιση του συστήματος συχνά συνεπάγεται την αντικατάσταση του κατασκευαστή του συστήματος και της σχετικής τεχνολογίας σύνδεσης ινών. Παρόλο που ODC& copy; είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη διεπαφή για RRH, χρησιμοποιεί επίσης μια λύση σύνδεσης LC που είναι πιο δύσκολο να εγκατασταθεί. Όχι μόνο αυτό, το μελλοντικό σύστημα LTE θα είναι εξοπλισμένο με το λεγόμενο&«Q-XCO GG»; σύνδεσμος. Εάν το σύστημα αλλάξει, η τεχνολογία σύνδεσης ενδέχεται να μην είναι συμβατή και ίσως χρειαστεί να αντικαταστήσετε όλα τα καλώδια οπτικών ινών σε μια τυπική εγκατάσταση. Χρησιμοποιώντας τη λύση κουτιού διανομής, ο βραχυκυκλωτήρας στο RRH μπορεί να αντικατασταθεί και να ρυθμιστεί σωστά-ενώ η αρχική σύνδεση οπτικού καλωδίου μεταξύ του σταθμού βάσης και του κουτιού διανομής παραμένει αμετάβλητη, η εγκατάσταση είναι ευέλικτη και δεν περιορίζεται από τον κατασκευαστή του συστήματος.
Ωστόσο, λόγω των φορτίων ανέμου και της έλλειψης χώρου στον ιστό της κεραίας, ορισμένοι φορείς εκμετάλλευσης δικτύου δεν θα προσθέσουν κουτιά διανομής. Για αυτήν την περίπτωση, μπορούν να χρησιμοποιηθούν λύσεις οπτικών καλωδίων εξοικονόμησης χώρου και βελτιστοποιημένων οπτικών καλωδίων, όπως η λύση Masterline Extreme που παρέχεται από την ομάδα Huber + Suhner.
Η Vodafone Germany έχει αναπτύξει τη μέθοδο FiPro για την αναβάθμιση παραδοσιακών κυματοειδών καλωδίων σε συστήματα FTTA. Η Vodafone συνεργάστηκε με τον Huber + Suhner Group, έναν κορυφαίο πάροχο λύσεων εγκατάστασης RRH, για την προώθηση της χρήσης αυτής της μεθόδου. Σύμφωνα με αυτήν τη μέθοδο, ο εσωτερικός αγωγός του αρχικά εγκατεστημένου κυματοειδούς καλωδίου θα χρησιμοποιηθεί ως κενός αγωγός για οπτικό καλώδιο πολλαπλών πυρήνων. Οι εσωτερικοί και εξωτερικοί αγωγοί ενός άλλου ομοαξονικού καλωδίου θα χρησιμοποιηθούν παράλληλα ως το καλώδιο τροφοδοσίας RRH. Εάν χρησιμοποιείτε αυτήν τη μέθοδο FiPro, δεν χρειάζεται να προσθέσετε επιπλέον εργασία κατά την τοποθέτηση καλωδίων, εξοικονομώντας κόστος, όπως δεν χρειάζεται να εγκαταστήσετε αγωγούς σε τοίχους ή οροφές ή να εγκαταστήσετε RRH σε δύσκολα προσβάσιμα μέρη. Σύμφωνα με τη Vodafone, αυτή η μέθοδος είναι πιο οικονομική από τις παραδοσιακές μεθόδους τοποθέτησης καλωδίων - ακόμη και αν η απόσταση τοποθέτησης καλωδίων δεν είναι μεγάλη.
Το τελευταίο προαιρετικόFTTAη μέθοδος εγκατάστασης είναι η λεγόμενη&"υβριδική λύση GG" - δηλαδή, χρησιμοποιείται χαλκός / οπτικό υβριδικό καλώδιο για τροφοδοσία και σύνδεση δεδομένων. Αν και αυτές οι λύσεις φαίνονται ελκυστικές, είναι δύσκολο να εφαρμοστούν και δεν είναι οικονομικές. Αυτός ο τύπος λύσης αξίζει μόνο σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως το υψηλό κόστος ενοικίασης κάθε καλωδίου. Η Vodafone Germany έχει αναπτύξει τη μέθοδο FiPro για την αναβάθμιση παραδοσιακών κυματοειδών καλωδίων σε συστήματα FTTA. Η Vodafone συνεργάστηκε με τον Huber + Suhner Group, έναν κορυφαίο πάροχο λύσεων εγκατάστασης RRH, για την προώθηση της χρήσης αυτής της μεθόδου. Σύμφωνα με αυτήν τη μέθοδο, ο εσωτερικός αγωγός του αρχικά εγκατεστημένου κυματοειδούς καλωδίου θα χρησιμοποιηθεί ως κενός αγωγός για οπτικό καλώδιο πολλαπλών πυρήνων. Οι εσωτερικοί και εξωτερικοί αγωγοί ενός άλλου ομοαξονικού καλωδίου θα χρησιμοποιηθούν παράλληλα ως το καλώδιο τροφοδοσίας RRH. Εάν χρησιμοποιείτε αυτήν τη μέθοδο FiPro, δεν χρειάζεται να προσθέσετε επιπλέον εργασία κατά την τοποθέτηση καλωδίων, εξοικονομώντας κόστος. Για παράδειγμα, δεν χρειάζεται να εγκαταστήσετε αγωγούς σε τοίχους ή στέγες και δεν χρειάζεται να εγκαταστήσετε RRH σε δύσκολες περιοχές. Σύμφωνα με τη Vodafone, αυτή η μέθοδος είναι πιο οικονομική από τις παραδοσιακές μεθόδους τοποθέτησης καλωδίων - ακόμη και αν η απόσταση τοποθέτησης καλωδίων δεν είναι μεγάλη.
Συμπερασματικά
Τα συστήματα απομακρυσμένων ραδιοσυχνοτήτων παρέχουν στους διαχειριστές δικτύων σημαντικό κόστος και τεχνικά πλεονεκτήματα, επομένως ο αριθμός των συστημάτων απομακρυσμένης ραδιοσυχνότητας που εγκαταστάθηκαν πέρυσι ξεπέρασε τον αριθμό των παραδοσιακών συστημάτων για πρώτη φορά. Οι ειδικοί αναμένουν ότι αυτή η τάση θα συνεχιστεί και θα επιταχυνθεί. Επιπλέον, οι ειδικοί αναμένουν επίσης ότι όλα τα πρόσφατα αναπτυγμένα συστήματα κατασκευαστών συστημάτων θα βασίζονται σε απομακρυσμένα συστήματα ραδιοσυχνοτήτων.
FTTA' sη δομή του δικτύου είναι καινοτόμος και ευέλικτη, η οποία συμβάλλει στην περαιτέρω μείωση του λειτουργικού κόστους και διασφαλίζει τη βιωσιμότητα του δικτύου στο μέλλον.
