Tom lược
Lần đầu tiên, nhu cầu công khai của' về dữ liệu di động vượt quá khả năng cung cấp dữ liệu của các nhà khai thác mạng. Do đó, các nhà mạng đã đầu tư hàng tỷ USD để tăng tốc độ mạng di động 3G và 4G. Hệ thống tần số vô tuyến từ xa có thể giảm chi phí vận hành, trong khi việc sử dụngFTTACông nghệ (cáp quang đến ăng ten) cho phép cài đặt mạng sáng tạo, linh hoạt và phù hợp với tương lai.
Phát triển nhanh chóng
Băng thông rộng di động đã trở thành hiện thực. Tốc độ truyền dữ liệu của mạng 3G (UMTS) đã có thể đạt 10M, trong khi tốc độ truyền dữ liệu của LTE chuẩn mới (Long Term Evolution Technology) dự kiến đạt 100M. 3G ra đời vào đầu thế kỷ 21, khi công nghệ thông tin di động vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu thị trường. Không giống như 3G, động lực cho sự ra đời của 4G xuất phát từ mong muốn của người dùng thông tin di động về dữ liệu.
Kể từ năm 2009, doanh số bán điện thoại di động thông thường đã giảm trong khi doanh số bán điện thoại thông minh toàn cầu tăng 24%. Lấy Đức làm ví dụ, tốc độ tăng trưởng điện thoại thông minh trong năm trước thực tế là 79%. Lượng dữ liệu tiêu thụ của người dùng điện thoại thông minh cao hơn nhiều. Các chuyên gia kỳ vọng lượng dữ liệu di động sẽ tăng gấp 3 lần từ năm 2010 đến năm 2015. Do tốc độ tăng trưởng dữ liệu bùng nổ, mạng thông tin di động hiện nay đang tiến dần đến giới hạn dung lượng nên các nhà mạng di động toàn cầu đã đầu tư xây dựng hệ thống 3G và 4G.
Không giống như GSM, các hệ thống UMTS và LTE phù hợp hơn với các băng tần cao hơn (chẳng hạn như 2,1 GHz hoặc 2,6 GHz) và các cell ở khu vực thành thị cũng nhỏ hơn, có thể đáp ứng nhu cầu về lưu lượng dữ liệu cao ở các khu vực đông dân cư này. Tuy nhiên, tần số cao hơn sẽ làm giảm vùng phủ sóng của tế bào, do đó làm tăng đáng kể chi phí để đạt được vùng phủ sóng thông tin di động đầy đủ ở các vùng nông thôn. Nếu tần suất cao hơn, có nghĩa là cần nhiều ô và đầu tư hơn. Không chỉ vậy, tần số gigabit không thể xuyên qua các tòa nhà lớn một cách hiệu quả, vì vậy các tòa nhà lớn phải được lắp đặt riêng hệ thống IBC (vùng phủ sóng trong nhà). Do đó, chỉ những công ty sử dụng băng tần thấp để cung cấp dịch vụ mới có thể tăng băng thông hệ thống một cách tiết kiệm. Đây là lợi ích của" phân khu kỹ thuật số" ;.
Sau khi chuyển đổi từ phát sóng kỹ thuật số tương tự sang mặt đất, dải tần số thấp trong phạm vi 800 MHz đã được phát hành cho liên lạc di động. Cơ quan quản lý mạng liên bang Đức đã đấu giá dải tần cho Deutsche Telekom, Vodafone và O2 với mức giá 4,4 tỷ euro vào tháng 5, và mỗi công ty nhận được hai nhóm tần số được chia nhỏ theo con số này. Chủ sở hữu mới của các tần số này có nghĩa vụ đạt được vùng phủ sóng Internet băng rộng ở những khu vực mà Internet băng rộng chưa được phát triển hoặc kém phát triển trong những năm tới. Lộ trình phát triển của băng thông rộng di động ở Đức hiện đã rõ ràng và việc xây dựng mạng 4G sẽ bắt đầu trong năm nay.
Nhiệm vụ hiện tại
Do đầu tư rất lớn vào cơ sở hạ tầng mạng mới, các nhà khai thác thông tin di động đặc biệt chú trọng đến chi phí vận hành (OPEX). Khi số lượng tế bào tiếp tục tăng và các công nghệ mạng khác nhau (GSM, UMTS và LTE) hoạt động song song, chi phí vận hành và bảo trì mạng tiếp tục tăng. Ngược lại với xu hướng này, do tốc độ truyền dữ liệu thấp và cước gọi thoại liên tục giảm nên thu nhập từ hoạt động kinh doanh không tăng. Động lực thúc đẩy thu nhập từ hoạt động kinh doanh là Internet tốc độ cao, dịch vụ dữ liệu và nội dung truyền thông.
Chi phí mạng lưới chiếm trung bình 30% tổng chi phí hoạt động của các nhà khai thác thông tin di động. Chi phí thuê, bảo trì kỹ thuật và sửa chữa dữ liệu chiếm khoảng một phần ba chi phí mạng này, và hai phần ba còn lại hoàn toàn là chi phí điện. Mục tiêu chung của ngành truyền thông di động là giảm chi phí vận hành của mạng 3G và 4G.
Tất cả các nhà sản xuất hệ thống - đặc biệt là Ericsson và Huawei - đã cam kết thực hiện" chính sách mạng" và đã bắt đầu nghiên cứu cách giảm lượng khí thải carbon dioxide của các hệ thống thông tin di động." Green" các trạm gốc tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm và linh hoạt, sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo (gió và mặt trời) và cung cấp các thuật toán dựa trên phần mềm để tối ưu hóa mạng liên tục. Các hệ thống mới nhất cho 3G và 4G chủ yếu sử dụng các đầu vô tuyến từ xa (RRH), và các đầu vô tuyến từ xa này cũng ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong"" cũ; Mạng GSM. Việc thay đổi công nghệ sang hệ thống tần số vô tuyến điện từ xa đã giúp tiết kiệm rất nhiều chi phí vận hành.
Giải quyết vấn đề chi phí
Hệ thống trạm gốc thông thường sử dụng cáp sóng đồng trục để truyền tín hiệu tần số cao từ trạm gốc đến ăng ten gắn trên cột từ xa. Do sự suy giảm trong cáp, tỷ lệ suy hao của công suất tín hiệu truyền lên đến 50% (tùy thuộc vào khoảng cách truyền và kích thước của mặt cắt cáp), và đối với các tần số cao hơn thường được sử dụng với LTE, suy hao sẽ tăng hơn nữa. Những suy hao này cũng có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng (tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu) của tín hiệu nhận được.
Hệ thống mới nhất sử dụng đầu vô tuyến từ xa (RRH) được lắp đặt gần ăng-ten (chẳng hạn như trên cột buồm hoặc tòa nhà). Tín hiệu tần số cao được tạo ra bởi RRH và được truyền bởi ăng-ten với rất ít suy hao. Làm mát thụ động bộ khuếch đại công suất tích hợp trong RRH không yêu cầu bất kỳ hệ thống làm mát tích cực nào (chẳng hạn như hệ thống làm mát theo yêu cầu của các trạm gốc truyền thống). Hệ thống tần số vô tuyến từ xa giảm mức tiêu thụ năng lượng mạng từ 25% đến 50% (tùy thuộc vào cấu hình hệ thống và dữ liệu của nhà sản xuất hệ thống' s).
Vì hệ thống làm mát có mức tiêu thụ năng lượng cao bị bỏ qua và bộ khuếch đại công suất được tích hợp vào RRH, âm lượng của trạm gốc mới nhất nhỏ hơn nhiều.
Kể từ năm 1990, Ericsson đã giảm diện tích của mỗi trạm gốc (400 đơn vị tàu sân bay) từ 23 mét vuông xuống còn 1 mét vuông hiện nay, do đó không chỉ giảm chi phí hệ thống mà còn giảm giá thuê mặt bằng.
Hệ thống vô tuyến từ xa cũng có lợi thế là sử dụng cáp quang để truyền dữ liệu giữa RRH và trạm gốc (FTTA-sợi đến ăng-ten). Trong các hệ thống truyền thống, khoảng cách giữa trạm gốc và ăng ten không được vượt quá 100 mét (do suy hao tín hiệu tương tự), do đó phải thuê không gian liên lạc đắt tiền gần ăng ten, hoặc lắp đặt các thùng chứa đắt tiền trên mái bằng hoặc ngoài trời. Ethernet với sợi quang làm phương tiện truyền dẫn sẽ không gây ra bất kỳ suy hao tín hiệu nào khi truyền dữ liệu kỹ thuật số giữa trạm gốc và RRH và khoảng cách tối đa cho phép lên đến 20 km, vì vậy trạm gốc có thể được tập trung trong giao tiếp với chi phí thấp hơn phòng thiết bị và quy hoạch mạng cũng sẽ trở nên linh hoạt và mô-đun hơn. Liên kết sử dụng cơ sở hạ tầng cáp quang hiện có hoặc mới lắp đặt để truyền dữ liệu, đơn giản hơn và rẻ hơn nhiều so với sử dụng cáp sóng. Nhiều báo cáo khác nhau cũng cho thấy rằng việc sử dụng cáp quang có thể giảm thời gian cài đặt của các hệ thống RF từ xa,"
Nhà điều hành ủng hộ
Nói chung, mỗi tế bào được kết nối với trạm gốc bằng ba RRH thông qua ba cáp quang lõi kép riêng biệt. Phương pháp này hiệu quả hơn đối với các cài đặt khoảng cách ngắn, nhưng nó không lý tưởng để chạy các hệ thống song song (UMTS và LTE) và tính bền vững trong tương lai.
Một phương pháp thay thế là lắp đặt một cáp quang nhiều lõi đã được lắp ráp sẵn giữa trạm gốc và hộp phân phối gần RRH, sau đó chia nó thành nhiều cáp quang lõi đôi trong hộp phân phối và kết nối nó với RRH. Ngoài những ưu điểm về cách lắp đặt (nghĩa là chỉ cần đặt một sợi cáp quang thay vì ba sợi cáp quang), phương pháp này còn có hai ưu điểm rõ ràng khác.Đầu tiên, cáp quang có thể được thêm vào bất kỳ lúc nào trong lần cài đặt tiếp theo (chẳng hạn như mở rộng LTE trong tương lai). Trong việc mở rộng dung lượng LTE trong tương lai, toàn bộ liên kết đã được cài đặt sẵn cáp quang, vì vậy phần còn lại chỉ là đặt các dây nhảy quang mới từ hộp phân phối đến LTE RRH. Phương pháp này có lợi cho việc mở rộng hệ thống trong tương lai Thứ hai, việc mở rộng hoặc nâng cấp hệ thống thường liên quan đến việc thay thế nhà sản xuất hệ thống và công nghệ kết nối cáp quang liên quan. Mặc dù ODC& copy; là giao diện được sử dụng rộng rãi nhất cho RRH, nó cũng sử dụng giải pháp kết nối LC khó cài đặt hơn. Không chỉ vậy, hệ thống LTE trong tương lai sẽ được trang bị cái gọi là" Q-XCO" kết nối. Nếu hệ thống thay đổi, công nghệ kết nối có thể không tương thích và có thể phải thay thế tất cả các cáp quang trong một cài đặt tiêu chuẩn. Bằng cách sử dụng giải pháp hộp phân phối, dây nhảy ngắn của RRH có thể được thay thế và điều chỉnh thích hợp - trong khi kết nối cáp quang ban đầu giữa trạm gốc và hộp phân phối vẫn không thay đổi, việc lắp đặt linh hoạt và không bị hạn chế bởi nhà sản xuất hệ thống.
Tuy nhiên, do tải trọng gió và thiếu không gian trên cột ăng ten, một số nhà khai thác mạng sẽ không thêm hộp phân phối. Đối với tình huống này, có thể sử dụng các giải pháp cáp quang đa lõi tiết kiệm không gian và được tối ưu hóa, chẳng hạn như giải pháp Masterline Extreme do Huber + Suhner Group cung cấp.
Vodafone Đức đã phát triển phương pháp FiPro để nâng cấp hệ thống cáp sóng truyền thống lên hệ thống FTTA. Vodafone đã hợp tác với Huber + Suhner Group, nhà cung cấp giải pháp cài đặt RRH hàng đầu, để thúc đẩy việc sử dụng phương pháp này. Theo phương pháp này, ruột dẫn bên trong của cáp tôn được lắp đặt ban đầu sẽ được sử dụng làm ống dẫn rỗng cho cáp quang nhiều lõi. Các dây dẫn bên trong và bên ngoài của một cáp đồng trục khác sẽ được sử dụng song song như dây nguồn RRH. Nếu sử dụng phương pháp FiPro này, bạn không cần thêm công khi lắp đặt cáp, tiết kiệm chi phí, chẳng hạn như không cần lắp đặt ống dẫn trên tường hoặc mái nhà, hoặc lắp đặt RRH ở những nơi khó tiếp cận. Theo Vodafone, phương pháp này tiết kiệm hơn so với phương pháp đặt cáp truyền thống - ngay cả khi khoảng cách đặt cáp không dài.
Tùy chọn cuối cùngFTTAphương pháp lắp đặt được gọi là" giải pháp kết hợp" nghĩa là, một cáp kết hợp đồng / quang được sử dụng để cung cấp điện và kết nối dữ liệu. Mặc dù các giải pháp này có vẻ hấp dẫn nhưng rất khó thực hiện và không kinh tế. Loại giải pháp này chỉ đáng giá trong một số tình huống nhất định, chẳng hạn như chi phí thuê mỗi cáp cao. Vodafone Đức đã phát triển phương pháp FiPro để nâng cấp hệ thống cáp sóng truyền thống lên hệ thống FTTA. Vodafone đã hợp tác với Huber + Suhner Group, nhà cung cấp giải pháp cài đặt RRH hàng đầu, để thúc đẩy việc sử dụng phương pháp này. Theo phương pháp này, ruột dẫn bên trong của cáp tôn được lắp đặt ban đầu sẽ được sử dụng làm ống dẫn rỗng cho cáp quang nhiều lõi. Các dây dẫn bên trong và bên ngoài của một cáp đồng trục khác sẽ được sử dụng song song như dây nguồn RRH. Nếu bạn sử dụng phương pháp FiPro này, bạn không cần phải thêm công khi đặt cáp, tiết kiệm chi phí. Ví dụ, bạn không cần lắp đặt ống dẫn trên tường hoặc mái nhà, và bạn không cần lắp đặt RRH ở những khu vực khó tiếp cận. Theo Vodafone, phương pháp này tiết kiệm hơn so với phương pháp đặt cáp truyền thống - ngay cả khi khoảng cách đặt cáp không dài.
Tóm lại là
Hệ thống tần số vô tuyến từ xa cung cấp cho các nhà khai thác mạng những lợi thế đáng kể về chi phí và kỹ thuật, do đó, số lượng các hệ thống tần số vô tuyến từ xa được lắp đặt trong năm ngoái lần đầu tiên vượt quá số lượng các hệ thống truyền thống. Các chuyên gia kỳ vọng xu hướng này sẽ tiếp tục và tăng tốc. Ngoài ra, các chuyên gia cũng kỳ vọng rằng tất cả các hệ thống mới được phát triển của các nhà sản xuất hệ thống sẽ dựa trên hệ thống tần số vô tuyến từ xa.
FTTA' scấu trúc mạng được cải tiến và linh hoạt, giúp giảm hơn nữa chi phí vận hành và đảm bảo tính bền vững của mạng trong tương lai.
