В рубрику "Подвижная связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Д.Л. Новичков
Заместитель директора департамента компании "РК-ТЕЛЕКОМ"
Операторы, которые начнут предоставление услуг сотовой связи третьего поколения в России, определены. Сегодня для этих операторов важнейшим является вопрос выбора стратегического пути развития и выбора технических решений, которые позволят им в новых условиях укрепить свои позиции на рынке, сохранить сделанные инвестиции и успешно развивать бизнес. В статье мы постарались обобщить опыт применения новейших технологий в антенно-фидерных трактах сетей 3G.
Для перехода операторов 2G к сетям 3G необходимо учитывать специфику этих сетей, использующих всю полосу частот в каждой соте. Важнейшую роль при этом будут играть тип и возможности антенных систем базовых станций (БС).
Дело в том, что переход на сети 3G требует иного подхода к планированию сетей. Особенности эксплуатации таких сетей заключаются в том, что базовые станции имеют относительно низкий уровень мощности, а достаточно большой процент абонентов находится в режиме постоянного переключения между двумя и более сотами (handover). Уменьшение излишнего перекрытия между ними за счет регулировки покрытия в зависимости от нагрузки на соту (число абонентов, объем трафика данных и т.д.), во-первых, уменьшает интерференцию от соседних БС (работающих на одной и той же частоте), а во-вторых, исключает избыточные переключения смежных базовых станций и дает возможность избежать общей хронической перегрузки сети. Эти особенности определяют необходимость применения антенн БС с электрически регулируемым углом наклона диаграммы направленности (ДН), обеспечивающих более четкие границы зоны покрытия и тем самым уменьшающих негативные эффекты от взаимного влияния соседних сот.
Задача обеспечения непрерывной зоны обслуживания с требуемым качеством и мягким переключением между сотами в густонаселенных зонах со сложной городской застройкой реализуется "дышащими" сотами, когда размер соты изменяется в зависимости от загруженности каналов сети и приводит к необходимости управления зонами обслуживания базовых станций в масштабе времени, близком к реальному.
Оперативно управлять зонами покрытия БС можно с помощью smart-антенн с дистанционным управлением углом наклона диаграммы направленности (RET - Remote Electrical Down Tilt). Они позволяют поддерживать оптимальный уровень сигнала при изменении площади покрытия за счет динамического изменения в процессе эксплуатации площади рабочей зоны. При разработке антенн следующего поколения для сетей 3G их создатели учитывали рекомендации AISG (Antenna Interface Standard Group) - международной организации, созданной компаниями-производителями антенн для разработки открытых стандартов в области антенных технологий.
Антенны с системой RET, удовлетворяющие требованиям стандарта AISG, подключаются непосредственно к общей системе управления сетью. При этом система начинает воспринимать параметр "угол наклона ДН антенны" как обычный параметр БС (например, "выходная мощность передатчика", "время хэндовера" и др.).
Последовательная миграция сетей 2G к 3G позволяет уменьшить капитальные вложения (CAPEX) при развертывании сетей нового поколения. Это условие определяет оптимальность применения в сетях 2G трехдиапазонных антенн, поддерживающих диапазоны 900, 1800 и 2100 МГц. При этом важно, чтобы угол наклона диаграммы направленности имел возможность независимого изменения в каждом из трех диапазонов. Некоторые антенны производятся как с предустановленными моторами управления углом ДН, так и без него, но с возможностью последующей установки, что позволяет более гибко планировать развитие сети.
Интересным решением для оптимизации и уменьшения капитальных вложений является применение узконаправленных антенн с высоким коэффициентом усиления, причем такая технология весьма эффективна и для применения в сетях GSM. Так, применение антенн с коэффициентом усиления 21 dBi вместо 17 dBi может привести к сокращению на 30% количества требуемых базовых станций. Кроме того, антенны с высоким коэффициентом усиления могут быть установлены на меньшей высоте. Это дает экономию капитальных вложений, связанную с установкой башни, а также с длиной антенного фидера, и предполагает уменьшение эксплуатационных расходов в связи с уменьшением мощности БС. Ограничивающим фактором применения высоконаправленных антенн являются их физические размеры. На частотах европейского UMTS (2100 МГц) антенны с коэффициентом усиления 21 dBi имеют длину около 2 м. Интеграция всех компонентов в двухметровый корпус позволяет минимизировать габариты конструкции в целом.
Другой непростой задачей при развертывании сетей 3G является поиск мест для установки базовых станций, что в плотно застроенной городской среде весьма затруднительно (особенно там, где есть исторические здания). Поэтому важным фактором является внешний вид и особенности установки антенных систем. Для решения подобных задач служат малозаметные антенны скрытой установки, предназначенные для размещения в местах, где необходимо соблюдать жесткие требования по сохранению архитектурного облика зданий и сооружений, имеющих историческую и культурную ценность, или просто учитывать эстетические запросы заказчиков.
Сейчас основные производители антенн Б С разработали антенные системы, в которых элементы трех секторов выполнены в едином корпусе в виде трубы, что позволяет установить систему антенн быстро и компактно, а также закамуфлировать ее под различные "обычные" конструкции.
Кроме готовых трехсекторных антенн в едином цилиндрическом корпусе, появились решения, позволяющие объединить три стандартные секторные антенны в конструкцию в виде трубы, что упрощает подбор антенн с необходимыми параметрами (рис. 1). Следует отметить, что внутри трубовидного корпуса трехсекторной антенны возможно размещение малошумящих антенных усилителей (МШУ), что позволяет создать полноценную антенную систему в одном компактном малозаметном закрытом корпусе (рис. 2). Для целей размещения в корпусах антенн ведущими производителями МШУ разработаны и выпущены новые серии усилителей в компактном исполнении (рис. 3), полностью удовлетворяющим требованиям стандарта AISG, вторая версия которого включает и протокол управления МШУ, оптимизированный для 3G.
Наиболее прогрессивным современным решением является концепция "оптика до антенны", известная в литературе под аббревиатурой RoF (Radio over Fiber). Концепция подразумевает размещение радиомодуля (RRU -remote radio unit), то есть по сути радиочастотного приемопередатчика, на мачте в непосредственной близости от антенны или даже внутри ее. Соединение приемопередатчика и аппаратуры базовой станции выполняется посредством волоконно-оптического кабеля. Антенну подключают к приемопередатчику коротким коаксиальным фидером небольшого диаметра (джампером). Минимизация потерь в тракте между базовой станцией и антенной позволяет значительно уменьшить выходную мощность передатчика базовой станции, что приводит к уменьшению эксплуатационных расходов. Замена коаксиального фидера на оптический кабель существенным образом снижает капитальные расходы на кабель и дает дополнительные преимущества при проведении монтажных работ, так как оптический кабель прокладывать удобнее. Затухание цифрового сигнала в оптической линии значительно меньше, чем в коаксиальном кабеле, поэтому расстояние между базовой станцией и антенной может достигать 15 км. Эти качества важны для построения территориально разнесенных распределенных антенных систем, а также для создания сетей совместного пользования. Кроме применения в антенных системах базовых станций, много преимуществ концепция "оптика до антенны" дает в репитерных системах.
Оптические репитеры (рис. 4) позволяют создавать масштабируемые распределенные системы для обеспечения равномерного внутреннего и внешнего покрытия различных, в том числе сложных объектов (крупных торговых центров, подземных паркингов, бизнес-центров и др.).
Технология "оптика до антенны" дает недоступную ранее гибкость при построении сетей и предлагает множество дополнительных возможностей.
Но говоря о преимуществах применения концепции "оптика до антенны", нельзя не коснуться вопросов, которые возникают при реализации этой новой технологии. Это, прежде всего, проблема соединения волоконно-оптического кабеля с RRU: данное соединение делается вблизи антенны, как правило, на определенной высоте в условиях агрессивной внешней среды. Поэтому требуется надежное, защищенное соединение. Также важно помнить, что данное соединение должно быть удобно для проведения качественных монтажных работ, нередко в полевых и высотных условиях.
На текущий момент уже появилось эффективное решение (рис. 5) - оптический разъем ODC (OutDoor Connector), который полностью снимает эти проблемы. Разъем выполнен в конструктиве разъема N-типа (резьбовая часть полностью совпадает) и обеспечивает надежное соединение одномодового или многомодового оптического волокна с классом защиты IP67.
В заключение необходимо отметить, что планирование сетей третьего поколения не терпит однобокого подхода. Эффективное использование современных технологий построения антенных систем позволяет уменьшить капитальные затраты при построении сети и оптимизировать эксплуатационные расходы.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #3, 2007
Посещений: 12617
Автор
| |||
В рубрику "Подвижная связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
