В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
По мере распространения новых сетевых радиотехнологий уменьшается ширина неиспользуемой полосы частот. Это означает, что все больший объем необходимо передавать по все более загруженному частотному спектру.
Такая перегруженность спектра приводит к некоторым непредвиденным проблемам, одной из которых является феномен пассивной интермодуляции (ПИМ). ПИМ представляет собой интерференцию, влияющую как на качество обслуживания, так и на пропускную способность узлов связи [1]. В частности, для операторов мобильной связи ПИМ может привести к значительному сокращению доходов.
Для борьбы с ПИМ в первую очередь, конечно, необходимо оптимизировать структуру узла для передачи и приема РЧ-сигнала. Кроме того, крайне важно следовать нормативам при установке оборудования базовой станции (БС). Особое внимание нужно уделять кабелям и разъемам, являющимся одним из основных источников ПИМ.
Тем не менее, проблемы с ПИМ могут возникнуть даже на самых лучших установках, в том числе из-за факторов, не связанных с антенно-фидерным трактом. В данной статье рассматривается неявное отрицательное влияние ПИМ как на саму сеть, так и на ее пользователей. Кроме того, проведен обзор специализированного оборудования для обнаружения ПИМ, которое позволяет инженерам значительно быстрее решать связанные с ПИМ проблемы и тем самым приносит выгоду и скорый возврат инвестиций.
Интермодуляция – смешивание как минимум двух сигналов различных частот, приводящее к образованию новых сигналов на других частотах. Эти дополнительные сигналы математически связаны с исходными (см. рис. 1). Когда продукт интермодуляции имеет ту же частоту, что и другой используемый сигнал, возникает нежелательная интерференция. Например, на базовых станциях 3G (UMTS) продукт интермодуляции на передающих антеннах (обычно работающих как минимум с двумя сигналами) может создавать на узле БС помехи в принимаемом диапазоне частот.
ПИМ возникает, когда два и более сигналов сталкиваются с нелинейностью. Это может быть неисправный или проржавевший разъем, неправильная оконцовка кабеля или даже объект за периметром узла БС, например ржавый забор [1].
Интерференция в принимаемом диапазоне частот – не единственный нежелательный эффект пассивной интермодуляции. Она также может ослабить передаваемый сигнал.
Важнее всего здесь, конечно же, то, как ПИМ затрагивает абонентов, ведь они могут столкнуться со следующими проблемами:
По оценкам экспертов, 5–10% проблем, возникающих на базовых станциях, связаны с ПИМ. Очевидны прямые убытки: если у абонента сорвался вызов, оператор не получает плату за минуты звонка, не удалось целиком посмотреть видео – абонент не платит за нескачанные мегабайты. Размер этих убытков оценить довольно легко.
Однако ПИМ приводит и к неявным убыткам, которые не менее реальны, но которым сложнее дать количественную оценку. Например, при ухудшении качества связи увеличивается отток абонентов, которые начинают искать других операторов с более надежным сервисом. Этот эффект усиливается за счет "сарафанного радио", и потенциальные новые абоненты по рекомендации знакомых выбирают сеть конкурента. Оператор может вообще не знать о том, что он таким образом теряет клиентов. В свою очередь, бренд оператора начинает терять репутацию.
Однако сокращение доходов – только полбеды: ПИМ также приводит к увеличению эксплуатационных расходов. Это связано с тем, что персоналу технической поддержки приходится обрабатывать запросы от клиентов, у которых возникают проблемы. Решение технических проблем и выслушивание жалоб отвлекают ваш персонал от других, более перспективных задач, связанных с продажами и внедрением долгосрочных инициатив [2].
Наконец, помехи, связанные с ПИМ, могут затронуть другие расположенные поблизости узлы связи, и их владельцы могут обратиться в суд с целью получить возмещение издержек, возникших из-за этих помех.
Потеря прибыли, отток клиентов, дополнительные издержки и правовые риски – гремучая смесь проблем, причина у которых всего одна. И эту причину легко найти и устранить при наличии соответствующих инструментов.
С появлением сетей 4G (LTE/LTE-Advanced) и увеличением скорости передачи данных до 100 Мбит/с отрицательное влияние ПИМ на сетевое оборудование становится как никогда очевидным.
Обычно операторы узнают о проблеме с узлом сотовой связи от систем мониторинга сети. Эти системы сообщают о возникающих у пользователей проблемах, например о сорванных звонках или отсутствии связи на периферии зоны покрытия БС.
Сложность здесь состоит в том, что проблемы со связью невозможно автоматически сопоставить с ПИМ. При этом даже если причиной неполадки является ПИМ, трудно найти его источник на базовой станции, где имеются сотни разъемов и длинные участки кабелей. Источник ПИМ может вообще находиться за периметром станции.
В этой ситуации главное – быстро диагностировать неполадку и узнать, имеет ли место пассивная интермодуляция, а затем быстро найти ее источник.
Используемый для этого измерительный прибор должен соответствовать высоким требованиям по части динамического диапазона и защиты от помех. Однако в связи с уникальными характеристиками ПИМ для инструмента важны также следующие качества:
Соответствуют ли этим требованиям традиционные методы анализа сигнала? Настольная система поддерживает необходимый диапазон измерений, однако, очевидно, не является достаточно портативной и не подходит для использования вне помещений в удаленных точках.
Другие инструменты, даже заявленные производителями как "портативные", требуют постоянного подключения к сети питания переменного тока. На узле сотовой связи для этого обычно используется тяжелый генератор, с которым работают как минимум два сотрудника техперсонала [3]. Это неудобно и неэффективно, особенно если сотруднику необходимо устранить ПИМ на установках с распределенной антенной системой (DAS) или удаленными радиоблоками (RRH).
Широкий набор стандартных анализаторов спектра [3] доступен для обнаружения самых разных помех:
Эти инструменты способны выявить наличие ПИМ, однако они не поддерживают возможности для анализа, необходимые сотрудникам техперсонала для обнаружения и устранения неполадки. Если подтверждено наличие ПИМ, однако найти ее источник невозможно, для устранения помех специалисту необходимо осмотреть и проверить все возможные источники: каждый кабель, разъем и терминатор. Эта процедура не только отнимает много времени, но и приводит к необходимости вскрытия корректно работающих соединений, что может привести к их повреждению.
Более того, стандартные инструменты могут вообще не обнаружить ПИМ, поскольку обычно у них ограничен диапазон выходной мощности. Природа помех, возникающих в связи с ПИМ, сильно зависит как от РЧ-инфраструктуры, так и от среды, в которой расположена антенна. Поэтому точное измерение их характеристик возможно, только когда сигнал передачи анализатора имеет мощность, сравнимую с мощностью передатчика базовой станции.
В связи с участившимися случаями возникновения помех от пассивной интермодуляции производители разработали новое поколение портативных инструментов для ее измерения. Данные анализаторы работают от аккумуляторов, при этом обеспечивая большую выходную мощность, поддерживают основные мировые стандарты беспроводной связи и обладают удобным интерфейсом, облегчающим анализ ПИМ [4].
Как описано выше, феномен ПИМ обладает уникальными характеристиками, которые затрудняют его обнаружение стандартными измерительными инструментами. Помехи, возникающие из-за ПИМ, негативно отражаются на деятельности операторов сетей, приводя к дополнительным издержкам, разочарованию абонентов и сокращению доходов.
Литература
1. Джуринский К. Интермодуляция в радиочастотных соединителях для мобильной и сотовой связи // Компоненты и технологии. – 2010. – №6 [online]. Доступ через http://www.kit-e.ru/articles/commut/2010_06_26.php.
2. Джуринский К. Миниатюрные коаксиальные радиокомпоненты для микроэлектроники СВЧ. – М.: Техносфера, 2006.
3. От лидера в области анализа кабелей и антенн [online]. Доступ через http://datatest.ru/rf/handheld/pimmaster/606-portativny-analizator-pim.
4. Пассивная интермодуляция [online]. Доступ через http://www.anritsu.com/ru-RU/Products-Solutions/Products/MW82119B.aspx.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #1, 2015
Посещений: 9166
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
