Kako odabrati RRU za komunikacione kule?

Razumijevanje RRU osnova u RAN arhitekturi zasnovanoj na tornjevima

Šta je RRU i kako omogućava distribuirani radio pristup

Udaljeni radio jedinica, ili RRU, djeluje kao centralna tačka za RF obradu u današnjim komunikacijskim tornjevima. Ove jedinice su odvojene od opreme baznog pojasa kako bi mogle raditi u distribuiranim mrežama radio pristupa. Kada se postave blizu vrha staničnih tornjeva, RRU smanjuju gubitak signala koji se događa preko dugih koaksijalnih kablova. Ova postavka obično smanjuje gubitke hranitelja oko 3 dB oznake i bolje koristi raspoloživi prostor spektra. Na samom tornju, ovi uređaji preobražavaju digitalne signale u analogni format, povećavaju snagu signala i mijenjaju frekvencije tamo gdje je potrebno. Ovo podržava najsavremenije 5G funkcije kao što su tehnologija formiranja zraka i ti veliki MIMO nizovi o kojima toliko čujemo. Većina modela je dovoljno čvrsta da se nosi sa temperaturama od minus 40 stepeni Celzijusa do plus 55, što znači da rade čak i kada su uslovi ekstremni, što obične bazne stanice jednostavno ne mogu da izdrže.

RRU vs. tradicionalni BTS: Zašto odvajanje RF-a od baznog benda poboljšava skalabilnost tornja

Kada odvojimo RF funkcije od baznoband obrade, to stvarno mijenja kako skalabilni ćelijski tornjevi mogu biti. U to vreme, tradicionalne bazne transmisijske stanice su sve bile skupljene na jednom mjestu. Svaki upgrade je značio da se moramo nositi sa komplikovanim strukturalnim promenama koje niko nije htio da se suoči. Sada sa RRU postavkama, stvari rade drugačije. Bazni bend jedinice centralizirane negdje, dok su te lakše radio jedinice raspoređene na više tornjeva. Ovo pretvara ono što je nekad bilo fiksne instalacije u fleksibilne RF platforme. Postoji nekoliko prednosti koje vrijedi spomenuti:

• Smanjenje OPEX : Radnici kule zamjenjuju RRU-e za manje od 90 minuta u odnosu na višesatnu održavanje BTS-a
• Energetska Efikasnost : RRU troše 30% manje energije smanjenjem udaljenosti analognog signala
• Tehnološka agilnost : Dodavanje novih frekvencionih opsega zahteva samo RRU zamjene, a ne pojačanje tornja

Ovaj pristup omogućava infrastrukturu za proširenje 5G mreže i dalje.

Ocenjivanje kritičnih parametara performansi RRU za primenu tornja

Efektivnost i linearnost pojačala snage: uticaj na pokrivenost i smetnje 5G

Efikasnost pojačala snage igra veliku ulogu u tome koliko energije se troši i koliko se stvari zagrevaju unutar tih udaljenih radio jedinica postavljenih na toranj. Danas, modeli na bazi galijum nitrida obično postižu 45 do 55 posto efikasnosti, što znači niže račune za troškove rada i manje topline koja se nakuplja s vremenom. Kada je u pitanju 5G mreža, posebno kada se koriste milimetarne frekvencije talasa, održavanje dobre linearnosti postaje jednako važno. Ako pojačavač nije dovoljno linearan, stvara ono što inženjeri nazivaju spektralni rast koji nervira susjedne frekvencijske trake. Prema nedavnom istraživanju iz Wireless Tech Journal prošle godine, poboljšanje linearnosti za samo jedan decibel može proširiti područje pokrivenosti za oko 8 posto u gužvama gradskih područja i smanjiti pritužbe kupaca na smetnje za gotovo 17 posto. Operatori u stvarnom svijetu moraju da odrede sve ove faktore u odnosu na ono što njihovi tornjevi mogu da održe u smislu snabdevanja strujom i sistema hlađenja.

Broj buke, podrška MIMO i spremnost na formiranje zraka za urbane i ruralne scenarije

U skladu sa člankom 6. stavkom 1.

• Broj buke (NF) niža NF (<2,5 dB) poboljšava slab signal u ruralnim područjima
• Podrška za MIMO konfiguracije 8T8R maksimalno povećavaju spektarnu efikasnost u urbanim zonama sa velikim saobraćajem
• Spremnost za formiranje zraka omogućava fokusirano prenos da prodre kroz urbani nered i poboljša ciljanje signala

Terenska ispitivanja pokazuju da RRU-ovi koji mogu da formiraju snop poboljšavaju prolaznost korisnika na ivici za 40% u gradovima i smanjuju neuspehe pri predaji. U međuvremenu, ultra-nizak NF je neophodan za održavanje povezanosti tokom atmosferske atenucije u planinskim ili udaljenim regionima.

U skladu sa člankom 6. stavkom 1.

Kompatibilnost frekvencijskog pojasa i podrška za više tehnologija (LTE, NR, Legacy)

Prilikom izbora RRU-a, važno je provjeriti da li radi i sa postojećim i budućim frekvencijskim pojasima u rasponu od 600 MHz sve do 3,8 GHz. Oprema bi takođe trebala bez ikakvih problema da upravlja LTE, 5G New Radio (NR) kao i starijim tehnologijama kao što je 3G. Jačači snage napravljeni od galijum nitrida (GaN) mogu dostići impresivnu energetsku efikasnost od oko 94%, što je odlična vijest za operatere koji se bave složenim scenarijima agregacije nosača u više opsega. Planeri mreže moraju da se pobrine da se njihovi odabrani opsegovi poklapaju sa onim što je dostupno lokalno u spektru, inače rizikuju da stvore mrtve zone ili izazovu probleme sa neželjenim smetnjama signala. Dobijanje kompatibilnosti sa standardima Open RAN čini stvari mnogo lakšim kada radite sa različitim dobavljačima na istim tornjevima, pružajući telekom kompanijama više opcija i bolju prilagodljivost kako se mreže nastave razviti tokom vremena.

Termalna otpornost, IP ocjena i otvrdnjavanje okoline za postavljanje vanjskih kula

Radio jedinice koje se instaliraju na staničnim tornjevima moraju da izdrže teške uslove u okruženju, što zahteva značajnu zaštitu od elemenata. Oprema sa IP65 ili boljom odbrambenostom dobro se odupre infiltraciji prašine, oštećenju vlažnosti, pa čak i korozivnim efektima morske soli u obalnim područjima. Ove jedinice moraju pouzdano funkcionisati u temperaturama od -40 stepeni Celzijusa do 55 stepeni Celzijusa bez značajnog smanjenja performansi. Studija koju je prošle godine objavio Ponemon Institut pokazala je nešto alarmantno u vezi sa pitanjima upravljanja toplotom. Kada sistemi ne upravljaju toplotom kako treba, stopa neuspeha se povećava za oko tri puta, što dovodi do godišnjih troškova koji prelaze sedam stotina i četrdeset hiljada dolara po operatoru zbog neočekivanih zastoja i potreba za zamjenom opreme. Moderna rešenja uključuju veštačku inteligenciju za aktivne sisteme hlađenja koji održavaju temperature pod kontrolom ispod 45 stepeni Celzijusa čak i kada se bave operacijama visoke snage sa više ulaza i više izlaza. Specijalni omotači dizajnirani da otporno funkcioniraju na koroziju zajedno sa zapečaćenim sistemima pritiska takođe čine primetnu razliku. Terenska ispitivanja pokazuju da takve zaštitne mere mogu zapravo udvostručiti korisni životni vek hardverskih komponenti u izazovnim okruženjima kao što su tvornice ili lokacije na obali u poređenju sa običnom opremom.

Praktična razmatranja za uvođenje RRU-a za operatere

Opcije integracije fronthaul: CPRI vs. eCPRI Kompromis za ograničenja tornja Backhaul

Odluka između CPRI-ja i eCPRI-ja se zapravo svodi na to kakva ograničenja postoje na bilo kojoj lokaciji. CPRI dobro radi sa različitim dobavljačima, ali zahteva ozbiljne resurse propusnosti oko 24,3 gigabita po anteni i može samo da produži optičke veze na oko 20 kilometara. Sa druge strane, eCPRI smanjuje zahteve za propusnom širinom za otprilike 60 posto zahvaljujući funkcionalnim podjeljenim karakteristikama, što ga čini pametnijim izborom kada dostupnost vlakana postane ograničena tokom širenja 5G mreže. Slaba strana? Njegov signal ne putuje daleko, možda oko 10 km, tako da su dodatne tačke prikupljanja neophodne u mnogim ruralnim područjima gdje je pokrivenost najvažnija. Ono što razlikuje eCPRI je podrška za virtualizaciju i cloud RAN sisteme koji zapravo smanjuju potrebu za tehničarima da se penju na kule za oko trideset posto prema nedavnim industrijskim podacima iz izvještaja o održavanju 2023.

Centralizovana vs. distribuirana RRU postavka: uravnoteženje RF gubitaka, OPEX i pristup održavanju

Prilikom postavljanja RRU, inženjeri se suočavaju sa teškim izborom između održavanja dobrih RF performansi i održavanja niskih troškova. Stavljanje svega na bazu tornja olakšava stvari za snabdevanje energijom i potrebe hlađenja, ali dolazi sa cijenom. Gubitke signala mogu dostići oko 4 dB pri pokretanju koaksijalnih kablova dužih od 100 metara, što nije mali problem za one koji rade sa mmWave 5G signalima. S druge strane, montiranje jedinica blizu antena zadržava kvalitet signala netaknut, ali dodaje oko 25% operativnim troškovima zbog potrebe za robusnim zaštitnim kućištima i čestim penjanjem se na toranj za održavanje. Na višim frekvencijama, čak i mali gubici su važni. Samo pola decibela smanjuje pokrivenost za oko 6%. Zato mnogi operatori preferiraju distribuciju opreme preko gradskih tornjeva gdje je snaga signala najvažnija. Međutim, u ruralnim područjima ili na mjestima kojima je teško doći redovno, centralizovana instalacija zapravo štedi novac s vremenom, iako su potrebne deblje koaksijalne linije. Odluka uvek zavisi od toga šta ima smisla za svaku pojedinačnu situaciju na lokaciji.

Često se postavljaju pitanja

Za šta se koristi RRU u komunikacijskim tornjevima?

RRU, ili udaljena radio jedinica, koristi se za RF obradu u komunikacijskim tornjevima. Pomaže u smanjenju gubitka signala, poboljšava upotrebu spektra i podržava tehnologije poput 5G.

Kako se RRU razlikuju od tradicionalnih BTS-a?

RRU-ovi odvajaju RF funkcije od obrade baznog benda, čineći kule skalabilnijim, smanjujući potrošnju energije i pojednostavljujući nadogradnje tehnologije u poređenju sa tradicionalnim baznim prijemnim stanicama.

U skladu sa člankom 6. stavkom 1.

Ključne metrike uključuju efikasnost pojačača snage, broj buke, podršku MIMO i spremnost formiranja zraka, koji su ključni za optimizaciju pokrivenosti, smanjenje smetnji i poboljšanje povezivanja.

Zašto je kompatibilnost frekvencijskog pojasa važna za RRU?

Kompatibilnost frekvencijskog pojasa osigurava da RRU-ovi mogu da se nose sa više tehnologija, kao što su LTE i 5G, u različitim frekvencijskim pojasevima, sprečavajući mrtve zone i probleme sa smetnjama.

Koje faktore životne sredine treba uzeti u obzir prilikom ugradnje RRU-a?

U skladu sa člankom 6. stavkom 1. ovog Pravilnika, RRU-ovi moraju imati toplotnu otpornost, IP ocjene za zaštitu životne sredine i podršku za ekstremne temperature, osiguravajući pouzdanost rada u teškim vanjskim uslovima.

Koje su razlike između centralizovanog i distribuiranog plasmana RRU-a?

Centralizovano postavljanje pojednostavljuje potrebe za energijom i hlađenjem, ali može patiti od gubitka signala, dok distribuirano postavljanje održava kvalitet signala, ali povećava operativne troškove.