रिमोट रेडियो यूनिट, या RRU, आजकल के संचार टावरों में आरएफ प्रोसेसिंग के लिए केंद्रीय बिंदु के रूप में कार्य करती है। ये यूनिट्स बेसबैंड उपकरणों से अलग किए गए हैं ताकि वे वितरित रेडियो एक्सेस नेटवर्क्स के भीतर काम कर सकें। जब इन्हें सेल टावरों के शीर्ष के निकट स्थापित किया जाता है, तो RRU कोएक्सियल केबलों की लंबाई के कारण होने वाली सिग्नल हानि को कम कर देती है। यह व्यवस्था आमतौर पर फीडर हानि को लगभग 3 डीबी के स्तर तक कम कर देती है और उपलब्ध स्पेक्ट्रम स्थान का बेहतर उपयोग करने में सहायता करती है। टावर पर ही, ये उपकरण डिजिटल सिग्नल्स को एनालॉग प्रारूप में परिवर्तित करने, सिग्नल की शक्ति को बढ़ाने और आवश्यक स्थान पर आवृत्तियों को स्थानांतरित करने का कार्य करते हैं। यह बीमफॉर्मिंग प्रौद्योगिकी और उन बड़े MIMO ऐरे जैसी अग्रणी 5G विशेषताओं को समर्थन प्रदान करता है, जिनके बारे में हम बहुत कुछ सुनते हैं। अधिकांश मॉडल्स को माइनस 40 डिग्री सेल्सियस से लेकर प्लस 55 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान सीमा को संभालने के लिए पर्याप्त रूप से मजबूत बनाया गया है, जिसका अर्थ है कि ये उपकरण तब भी काम करते रहते हैं जब परिस्थितियाँ वास्तव में चरम हो जाती हैं—कुछ ऐसा जो सामान्य बेस स्टेशन सिर्फ नहीं कर पाते।
जब हम रेडियो फ्रीक्वेंसी (RF) कार्यों को बेसबैंड प्रोसेसिंग से अलग करते हैं, तो यह वास्तव में सेल टावरों की स्केलेबिलिटी के तरीके को बदल देता है। पहले के दिनों में, पारंपरिक बेस ट्रांसीवर स्टेशन (BTS) में सभी घटक एक ही स्थान पर संकुलित रहते थे। कोई भी अपग्रेड करने के लिए जटिल संरचनात्मक परिवर्तनों का सामना करना पड़ता था, जिन्हें कोई भी करना नहीं चाहता था। अब RRU सेटअप के साथ स्थिति अलग है। बेसबैंड यूनिट्स को किसी केंद्रीय स्थान पर स्थापित किया जाता है, जबकि हल्के रेडियो यूनिट्स को कई टावरों पर फैलाया जाता है। इससे पहले के स्थिर स्थापना वाले टावर अब लचीले RF प्लेटफॉर्म में बदल गए हैं। यहाँ कुछ महत्वपूर्ण लाभ हैं, जिनका उल्लेख करना आवश्यक है:
यह दृष्टिकोण 5G विस्तार और उससे आगे के लिए बुनियादी ढांचे को भविष्य-सुरक्षित बनाता है।
पावर एम्पलीफायर्स की दक्षता उन टॉवर-माउंटेड रिमोट रेडियो यूनिट्स के अंदर कितनी ऊर्जा की खपत होती है और वहाँ कितनी गर्मी उत्पन्न होती है, इस पर बड़ा प्रभाव डालती है। आजकल, गैलियम नाइट्राइड आधारित मॉडल्स आमतौर पर लगभग ४५ से ५५ प्रतिशत दक्षता प्राप्त करते हैं, जिसका अर्थ है कि संचालन लागत के लिए बिल कम आएँगे और समय के साथ उत्पन्न होने वाली गर्मी कम होगी। ५जी नेटवर्क्स के मामले में, विशेष रूप से मिलीमीटर वेव आवृत्तियों के उपयोग के दौरान, अच्छी रेखीयत (लाइनियरिटी) बनाए रखना भी उतना ही महत्वपूर्ण हो जाता है। यदि कोई एम्पलीफायर पर्याप्त रूप से रेखीय नहीं है, तो यह इंजीनियर्स द्वारा 'स्पेक्ट्रल रीग्रोथ' कहे जाने वाले प्रभाव को उत्पन्न करता है, जो पड़ोसी आवृत्ति बैंड्स को प्रभावित करता है। पिछले वर्ष वायरलेस टेक जर्नल द्वारा किए गए हालिया शोध के अनुसार, भीड़-भाड़ वाले शहरी क्षेत्रों में रेखीयत को केवल एक डेसीबल सुधारने से कवरेज क्षेत्र लगभग ८ प्रतिशत तक बढ़ सकता है और हस्तक्षेप के कारण ग्राहकों की शिकायतें लगभग १७ प्रतिशत तक कम हो सकती हैं। वास्तविक दुनिया के ऑपरेटर्स को इन सभी कारकों को अपने टॉवर्स द्वारा वास्तव में संभाले जा सकने वाली विद्युत आपूर्ति और शीतलन प्रणालियों के संदर्भ में तौलना होगा।
तीन अंतर्संबद्ध मेट्रिक्स RRU अभिग्रहण गुणवत्ता और भविष्य-तैयारी को परिभाषित करते हैं:
| तैनाती परिदृश्य | महत्वपूर्ण मापदंड | प्रदर्शन लक्ष्य |
|---|---|---|
| शहरी ऊँची इमारतें | बीमफॉर्मिंग | ≈3° बीम चौड़ाई |
| ग्रामीण व्यापक क्षेत्र | शोर का आंकड़ा | <1.8 डीबी |
| उपनगरीय हाइब्रिड | MIMO लेयर्स | 4×4 न्यूनतम |
क्षेत्र परीक्षणों से पता चलता है कि बीमफॉर्मिंग-सक्षम RRUs शहरों में किनारे-उपयोगकर्ता के थ्रूपुट में 40% की वृद्धि करते हैं और हैंडओवर विफलताओं को कम करते हैं। इस बीच, पर्वतीय या दूरस्थ क्षेत्रों में वायुमंडलीय क्षरण के दौरान संबंधिता बनाए रखने के लिए अत्यंत कम NF आवश्यक है।
RRU का चयन करते समय, यह जांचना महत्वपूर्ण है कि क्या यह 600 MHz से लेकर 3.8 GHz तक की वर्तमान और भविष्य की आवृत्ति बैंड्स दोनों के साथ काम करता है। उपकरण को LTE, 5G न्यू रेडियो (NR) के साथ-साथ पुरानी तकनीकों जैसे 3G को भी कोई समस्या किए बिना संभालना चाहिए। गैलियम नाइट्राइड (GaN) से बने शक्ति प्रवर्धक लगभग 94% की शानदार ऊर्जा दक्षता प्राप्त कर सकते हैं, जो कई बैंड्स में जटिल कैरियर एग्रीगेशन परिदृश्यों का सामना कर रहे ऑपरेटर्स के लिए एक शानदार समाचार है। नेटवर्क योजनाकारों को यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि उनके द्वारा चुने गए बैंड्स स्थानीय स्पेक्ट्रम में उपलब्ध बैंड्स के अनुरूप हों, अन्यथा वे मृत क्षेत्रों के निर्माण या अवांछित सिग्नल हस्तक्षेप की समस्याओं का कारण बन सकते हैं। ओपन RAN मानकों के साथ संगतता सुनिश्चित करना एक ही टावर पर विभिन्न विक्रेताओं के साथ काम करने की प्रक्रिया को काफी आसान बना देता है, जिससे दूरसंचार कंपनियों को अधिक विकल्प और नेटवर्कों के समय के साथ विकसित होने के साथ बेहतर अनुकूलन क्षमता प्राप्त होती है।
सेल टावरों पर स्थापित रिमोट रेडियो यूनिट्स को कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों का सामना करने में सक्षम होना चाहिए, जिसके लिए तत्वों के खिलाफ उल्लेखनीय सुरक्षा की आवश्यकता होती है। IP65 या उससे अधिक रेटिंग वाले उपकरण धूल के प्रवेश, नमी के कारण होने वाले क्षति और तटीय क्षेत्रों में समुद्री नमक के कारण होने वाले कार्बनिक क्षरण के प्रति अच्छी तरह से प्रतिरोधी होते हैं। ये यूनिट्स -40 डिग्री सेल्सियस से लेकर 55 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान सीमा में भी विश्वसनीय रूप से कार्य करने में सक्षम होने चाहिए, बिना प्रदर्शन में किसी महत्वपूर्ण कमी के। पिछले वर्ष पोनियन संस्थान द्वारा प्रकाशित एक अध्ययन में ताप प्रबंधन संबंधी मुद्दों के बारे में कुछ चिंताजनक तथ्य सामने आए। जब प्रणालियाँ ऊष्मा को उचित रूप से संभाल नहीं पाती हैं, तो विफलता की दर लगभग तीन गुना बढ़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप अप्रत्याशित अवरोध और उपकरण प्रतिस्थापन की आवश्यकता के कारण प्रत्येक ऑपरेटर के लिए वार्षिक लागत 7,40,000 डॉलर से अधिक हो जाती है। आधुनिक समाधानों में कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग सक्रिय शीतलन प्रणालियों में किया जाता है, जो उच्च शक्ति वाले बहु-इनपुट बहु-आउटपुट संचालन के दौरान भी तापमान को 45 डिग्री सेल्सियस से कम बनाए रखती हैं। संक्षारण प्रतिरोधी विशेष आवरण और सील किए गए दाब प्रणालियाँ भी उल्लेखनीय अंतर लाती हैं। क्षेत्र परीक्षणों से पता चलता है कि ऐसे सुरक्षात्मक उपाय विनिर्माण संयंत्रों या समुद्र तटीय स्थानों जैसे चुनौतीपूर्ण वातावरणों में हार्डवेयर घटकों के उपयोगी जीवन को सामान्य उपकरणों की तुलना में वास्तव में दोगुना कर सकते हैं।
सीपीआरआई (CPRI) और ईसीपीआरआई (eCPRI) के बीच निर्णय वास्तव में किसी भी दिए गए स्थान पर मौजूद बैकहॉल सीमाओं पर निर्भर करता है। सीपीआरआई विभिन्न विक्रेताओं के बीच अच्छी तरह से काम करता है, लेकिन यह प्रति एंटीना लगभग 24.3 गीगाबिट प्रति सेकंड की गंभीर बैंडविड्थ संसाधनों की आवश्यकता रखता है और इसके फाइबर कनेक्शन को अधिकतम लगभग 20 किलोमीटर तक ही फैलाया जा सकता है। दूसरी ओर, फ़ंक्शनल स्प्लिट सुविधाओं के कारण ईसीपीआरआई बैंडविड्थ आवश्यकताओं को लगभग 60 प्रतिशत तक कम कर देता है, जिससे यह 5जी नेटवर्क विस्तार के दौरान फाइबर उपलब्धता सीमित होने पर एक अधिक बुद्धिमान विकल्प बन जाता है। इसका नुकसान? इसका सिग्नल उतनी दूर तक नहीं जाता—शायद लगभग दस किलोमीटर तक—इसलिए कई ग्रामीण क्षेत्रों में, जहाँ कवरेज सबसे अधिक महत्वपूर्ण है, अतिरिक्त संग्रहण बिंदुओं (एग्रीगेशन पॉइंट्स) की आवश्यकता होती है। हालाँकि, ईसीपीआरआई को विशिष्ट बनाने वाली बात यह है कि यह वर्चुअलाइज़ेशन और क्लाउड आरएएन (RAN) प्रणालियों का समर्थन करता है, जो वास्तव में टावरों पर तकनीशियनों के चढ़ने की आवश्यकता को हाल ही के उद्योग आँकड़ों के अनुसार, 2023 की रखरखाव रिपोर्ट्स के अनुसार लगभग तीस प्रतिशत तक कम कर देता है।
RRU को स्थापित करते समय, इंजीनियरों के सामने अच्छे रेडियो फ्रीक्वेंसी (RF) प्रदर्शन बनाए रखने और लागत को कम रखने के बीच कठिन चुनाव आता है। सभी उपकरणों को टावर के आधार पर स्थापित करना बिजली आपूर्ति और शीतलन की आवश्यकताओं के लिए आसान होता है, लेकिन इसकी कीमत भी होती है। जब कोएक्सियल केबल की लंबाई 100 मीटर से अधिक होती है, तो सिग्नल हानि लगभग 4 डेसीबल (dB) तक पहुँच सकती है, जो mmWave 5G सिग्नल के साथ काम करने वालों के लिए कोई छोटी बात नहीं है। दूसरी ओर, इकाइयों को एंटीना के निकट माउंट करने से सिग्नल की गुणवत्ता बनी रहती है, लेकिन इसके लिए मजबूत सुरक्षात्मक कवर और रखरखाव के लिए टावर पर बार-बार चढ़ने की आवश्यकता के कारण संचालन व्यय में लगभग 25% की वृद्धि हो जाती है। उच्च आवृत्तियों पर, यहाँ तक कि नगण्य हानि भी बहुत महत्वपूर्ण होती है। केवल आधा डेसीबल का गिरावट लगभग 6% तक कवरेज क्षेत्र को कम कर देता है। इसीलिए कई ऑपरेटर उन शहरी टावरों पर उपकरणों का वितरण करना पसंद करते हैं, जहाँ सिग्नल की ताकत सबसे अधिक महत्वपूर्ण होती है। हालाँकि, ग्रामीण क्षेत्रों या उन स्थानों में, जहाँ नियमित रूप से पहुँचना कठिन होता है, केंद्रीकृत सेटअप अपनाना, भले ही मोटी कोएक्सियल लाइनों की आवश्यकता हो, लंबे समय में वास्तव में लागत बचाता है। यह निर्णय हमेशा प्रत्येक विशिष्ट स्थल की स्थिति के अनुसार किया जाता है।
RRU, या रिमोट रेडियो यूनिट, संचार टावरों में आरएफ (RF) प्रोसेसिंग के लिए उपयोग की जाती है। यह सिग्नल हानि को कम करने में सहायता करती है, स्पेक्ट्रम के उपयोग को बढ़ाती है, और 5G जैसी तकनीकों का समर्थन करती है।
RRU आधारबैंड प्रोसेसिंग से आरएफ (RF) कार्यों को अलग करती है, जिससे टावरों की स्केलेबिलिटी बढ़ जाती है, बिजली की खपत कम होती है, और पारंपरिक बेस ट्रांसीवर स्टेशनों की तुलना में तकनीकी अपग्रेड को सरल बनाया जा सकता है।
प्रमुख मापदंडों में पावर एम्पलीफायर दक्षता, नॉइज़ फिगर, MIMO समर्थन और बीमफॉर्मिंग तैयारी शामिल हैं, जो कवरेज को अनुकूलित करने, हस्तक्षेप को कम करने और कनेक्टिविटी को बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
आवृत्ति बैंड संगतता सुनिश्चित करती है कि RRU विभिन्न आवृत्ति बैंडों पर LTE और 5G जैसी कई तकनीकों को संभाल सके, जिससे मृत क्षेत्रों (डेड ज़ोन्स) और हस्तक्षेप संबंधी समस्याओं को रोका जा सके।
RRU को ऊष्मीय सहनशीलता, पर्यावरण सुरक्षा के लिए IP रेटिंग और चरम तापमान के लिए समर्थन प्रदान करना आवश्यक है, ताकि कठोर बाहरी परिस्थितियों में विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित किया जा सके।
केंद्रीकृत स्थापना बिजली और शीतलन की आवश्यकताओं को सरल बनाती है, लेकिन संकेत हानि का शिकार हो सकती है, जबकि वितरित स्थापना संकेत की गुणवत्ता को बनाए रखती है, लेकिन संचालन लागत में वृद्धि करती है।
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