एक कुशल संचार टावर उपकरण लेआउट की योजना कैसे बनाएं?

रिमोट रेडियो यूनिट (RRU) क्या हैं और बेस ट्रांससीवर स्टेशन प्रणालियों में उनका महत्व क्यों है?

आज के बेस ट्रांसीवर स्टेशन प्रणालियों में रिमोट रेडियो यूनिट्स या RRUs ट्रांसीवर भागों के रूप में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। ये इकाइयाँ मूल रूप से डिजिटल सिग्नल और वास्तविक रेडियो आवृत्तियों के बीच दोनों दिशाओं में रूपांतरण को संभालती हैं। संचार टावर स्थलों पर एंटीना के निकट स्थापित होने पर, वे लंबी कोएक्सियल केबल के उपयोग के दौरान होने वाली सिग्नल हानि को कम करने में मदद करती हैं। लगभग 2023 के फ़ील्ड अनुसंधान में दिखाया गया कि इस प्रकार की स्थिति वास्तविक अंतर उत्पन्न करती है। इन इकाइयों को उन स्थानों के निकट ले जाने से जहाँ सिग्नल जाने की आवश्यकता होती है, पुरानी व्यवस्थाओं की तुलना में लगभग 25 से 30 प्रतिशत तक शक्ति हानि कम हो जाती है। बेहतर सिग्नल शक्ति का अर्थ है कि नेटवर्क समग्र रूप से अधिक कुशलता से काम करते हैं। इसके अलावा, इससे 5G जैसी नई तकनीक को लागू करना बहुत तेज़ हो जाता है क्योंकि संरचना में कम परिवर्तन की आवश्यकता होती है।

RRU का एंटीना और बेसबैंड यूनिट्स के साथ एकीकरण: सिग्नल प्रवाह के सिद्धांत

आरआरयू (RRUs) उन सभी परिचित छोटी जंपर केबल्स का उपयोग करके एंटीनास से जुड़ते हैं, जबकि आधारबैंड इकाइयों (BBUs) से CPRI प्रोटोकॉल सहित फाइबर ऑप्टिक लाइनों के माध्यम से जुड़ते हैं। इस सेटअप में एनालॉग से डिजिटल रूपांतरण को सीधे आरआरयू (RRU) में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जिससे सिग्नल देरी कम हो जाती है और टेक्नीशियनों के लिए सेल टावरों पर काम करना बहुत आसान हो जाता है। यहाँ दिलचस्प बात यह है कि एक बीबीयू (BBU) वास्तव में कई आरआरयू (RRUs) को एक साथ संभालता है। इसका अर्थ है कि अधिकांश प्रसंस्करण एक केंद्रीय स्थान पर होता है, लेकिन वास्तविक आरएफ (RF) सिग्नल विभिन्न स्थानों पर फैली इन दूरस्थ इकाइयों से भेजे जाते हैं।

प्रवृत्ति विश्लेषण: 5G नेटवर्क में वितरित आरआरयू (RRU) वास्तुकला की ओर परिवर्तन

ऑपरेटर 5G की उच्च-आवृत्ति स्पेक्ट्रम आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए वितरित आरआरयू (RRU) लेआउट अपना रहे हैं। टावर के आधार पर उन्हें एक साथ इकट्ठा करने के बजाय टावर के विभिन्न खंडों में आरआरयू (RRUs) को तैनात करके, नेटवर्क मिलीमीटर-वेव बैंड के लिए व्यापक कवरेज प्राप्त करते हैं, कम इंटर-सेक्टर हस्तक्षेप और मैसिव माइमो (Massive MIMO) कॉन्फ़िगरेशन के लिए स्केलेबिलिटी प्राप्त करते हैं।

रणनीतिक RRU स्थान निर्धारण के माध्यम से केबल लंबाई और शक्ति हानि को कम करने की रणनीति

RRU की स्थिति का अनुकूलन तीन मुख्य चरणों में शामिल है:

1. ऊर्ध्वाधर स्थिति : फीडर केबल हानि को सीमित करने के लिए एंटीना के 3–5 मीटर के भीतर RRU लगाएं।
2. फाइबर प्राथमिकता : BBU-RRU कनेक्शन के लिए समाक्षीय लाइनों के बजाय फाइबर-ऑप्टिक केबल का उपयोग करें, जिससे सिग्नल में कमी 90% तक कम हो जाती है।
3. मॉड्यूलर डिज़ाइन : भविष्य के हार्डवेयर आदान-प्रदान को सरल बनाने के लिए RRU को मानकीकृत एन्क्लोजर में समूहित करें।

इस दृष्टिकोण से संचालन लागत में 18% की कमी आती है और ऊर्जा दक्षता मानकों में बदलाव के अनुरूपता को भी समर्थन मिलता है।

संचार टावरों में RRU स्थापना में शक्ति और फाइबर कनेक्टिविटी का अनुकूलन

BBU से RRU तक फाइबर केबल में सिग्नल में कमी को कम करना

आधुनिक सिंगल मोड फाइबर का उपयोग करते समय आधार बैंड इकाइयों (BBUs) को दूरस्थ रेडियो इकाइयों (RRUs) से जोड़ने वाली फाइबर ऑप्टिक केबल में प्रति किलोमीटर लगभग 0.25 डीबी की हानि होती है। हालाँकि, खराब स्थापना प्रथाओं के कारण यह हानि अपेक्षित से तीन गुना तक बढ़ सकती है। अच्छी योजना का अर्थ है कि उन RRU को उनके संबंधित BBU से लगभग 300 मीटर से अधिक दूर न रखा जाए ताकि संकेत पूरे नेटवर्क में मजबूत बने रहें। केबल में तीव्र मोड़ों से पूरी तरह बचना चाहिए क्योंकि 30 डिग्री के कोण से अधिक के मामले में समस्याएँ उत्पन्न होने लगती हैं। उन स्थापनाओं के लिए जहाँ दूरी एक समस्या बन जाती है, टावर माउंटेड एम्पलीफायर का उपयोग किया जाता है। ये उपकरण लंबी दूरी तक संकेतों को बढ़ाने में मदद करते हैं, और कई मॉडल में मॉड्यूलर घटक होते हैं जो तकनीशियनों को केबल के प्रत्येक 50 मीटर के साथ लगभग 10 प्रतिशत तक शक्ति आउटपुट को समायोजित करने की अनुमति देते हैं।

लंबी संरचनाओं पर दूरस्थ रेडियो इकाइयों के लिए दक्ष शक्ति वितरण प्रणाली

डीसी पावर सिस्टम आमतौर पर रिमोट रेडियो यूनिट्स (RRUs) को लगभग 48V या 60V की आपूर्ति करते हैं, जिसमें वोल्टेज की न्यूनतम हानि होती है, अक्सर 5% से कम, जो स्मार्ट लोड बैलेंसिंग तकनीकों के कारण संभव होता है। यह तब विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है जब 60 मीटर से अधिक ऊंचाई वाले टावरों के साथ काम करना हो। तांबे से एल्युमीनियम कंडक्टर्स पर स्विच करने से केबल के वजन में लगभग 35% की कमी आती है, बिना प्रदर्शन में कमी किए, क्योंकि इन केबल्स में विशेष एंटी-ऑक्सीडेशन कोटिंग्स होती हैं जो उन्हें प्रभावी ढंग से बिजली संचालित रखती हैं। स्थापना के उद्देश्य से, 2N रिडंडेंसी विन्यास के साथ सुसज्जित केंद्रीकृत पावर हब प्रत्येक सेक्टर में बारह RRU तक का प्रबंधन कर सकते हैं। लागत में भी महत्वपूर्ण बचत होती है, जो स्थापना के दौरान प्रति मीटर लगभग 18 डॉलर की बचत करती है, जिससे यह दृष्टिकोण नेटवर्क ऑपरेटरों के लिए अपने बुनियादी ढांचे के निवेश को अनुकूलित करने के लिए तकनीकी रूप से ध्वनि और आर्थिक रूप से आकर्षक बन जाता है।

पावर और फाइबर तैनाती में विश्वसनीयता और लागत का संतुलन

जब नेटवर्क के लगभग 60% भाग के लिए एरियल फाइबर को उन वास्तव में महत्वपूर्ण खंडों के साथ भूमिगत कंडुइट के साथ जोड़ा जाता है, तो कंपनियों को आमतौर पर 98.5% तक सिस्टम विश्वसनीयता देखने को मिलती है, जबकि यदि सब कुछ भूमिगत दफन होता तो इसकी तुलना में लगभग 22% कम खर्च आता। अधिकांश ऑपरेटरों को यह पाने में सफलता मिलती है कि स्वचालित लोड मॉनिटरिंग उन संभावित बिजली समस्याओं में से लगभग 9 में से 10 को तब पकड़ लेती है जब वे वास्तव में कोई सेवा समस्या उत्पन्न करने से पहले ही होती हैं, जो वार्षिक रखरखाव खर्च को कम रखने में निश्चित रूप से सहायता करता है। और एपीसी कनेक्टर्स के साथ लगे उन प्री-टर्मिनेटेड फाइबर असेंबली के बारे में भी मत भूलें। ये तकनीशियनों को स्थापना के दौरान बहुत समय बचाते हैं और पारंपरिक फील्ड टर्मिनेशन विधियों की तुलना में लगभग 40% तक श्रम घंटे कम कर देते हैं जिनके लिए बहुत अधिक हाथ से काम करने की आवश्यकता होती है।

विश्वसनीय RRU प्रदर्शन के लिए थर्मल और संरचनात्मक प्रबंधन

संचार टावरों पर लगे RRUs के लिए ऊष्मा अपव्यय की चुनौतियाँ

रिमोट रेडियो यूनिट्स काम करते समय काफी गर्म हो जाती हैं, खासकर बाहरी इस्तेमाल में जहाँ आंतरिक तापमान 60 डिग्री सेल्सियस से अधिक तक पहुँच सकता है। यदि हम इस ऊष्मा का उचित प्रबंधन नहीं करते, तो चीजें तेजी से गलत होने लगती हैं। उपकरण शक्ति आउटपुट को कम कर देते हैं, कभी-कभी 30% तक, या और भी बुरा हो सकता है, समय के साथ घटक बस खराब हो जाते हैं। अधिकांश आधुनिक सेटअप निष्क्रिय शीतलन विधियों जैसे एल्युमीनियम हीट सिंक ब्लॉक्स के साथ-साथ आवश्यकता पड़ने पर सक्रिय होने वाले स्मार्ट पंखों के माध्यम से सक्रिय शीतलन को मिलाते हैं। वास्तव में गर्म क्षेत्रों में स्थापना के लिए, इंजीनियरों को वार्षिक तापमान परिवर्तनों को ध्यान में रखना चाहिए जो 40 डिग्री या अधिक तक भिन्न हो सकते हैं। पिछले साल के कुछ नए अनुसंधान में भी दिलचस्प परिणाम दिखाई दिए। ऐसे टावर जिनमें चरम मौसम का सामना करने के लिए बने विशेष कनेक्टर्स लगे थे, उनमें अधिक तापमान से संबंधित समस्याएँ लगभग 18 प्रतिशत कम थीं जो सामान्य टावरों की तुलना में थीं।

टावर के विभिन्न भागों में भार और हवा के दबाव का संतुलन

एक विशिष्ट 3-सेक्टर 5G RRU क्लस्टर का वजन 45–65 किग्रा होता है, जिसमें सावधानीपूर्वक भार वितरण की आवश्यकता होती है। पवन भार इसे और जटिल बना देते हैं:

• संरचनात्मक सीमाएँ : इस्पात जाली टावर 150 किमी/घंटा की हवाओं में 200 किग्रा/मी² तक का समर्थन कर सकते हैं
• सामग्री के बलिदान : इस्पात की तुलना में एल्युमीनियम आवरण वजन में 25% की कमी करते हैं लेकिन प्रारंभिक लागत बढ़ जाती है
  सर्वोत्तम प्रथाओं में टावर के मध्य एक तिहाई भाग के भीतर RRU को स्थापित करने की सिफारिश की जाती है, ऐसी स्थापना से बचने की सलाह दी जाती है जो ऊपरी भाग पर होती है और जो झूलने को 12–15% तक बढ़ा देती है।

डेटा अंतर्दृष्टि: खराब तापीय और संरचनात्मक योजना से जुड़ी विफलता दर

उपयुक्त RRU विन्यास के बिना टावरों में निम्नलिखित अनुभव होते हैं:

1,200 संचार टावरों के 2024 के एक विश्लेषण में पता चला कि आरआरयू प्रतिस्थापन का 63% रोकथाम योग्य तापीय या यांत्रिक तनाव के कारण हुआ, जो प्रारंभिक डिज़ाइन सत्यापन की आवश्यकता को रेखांकित करता है।

आरआरयू लेआउट में रखरखाव पहुंच, सुरक्षा और अनुपालन सुनिश्चित करना

संचार टावरों के आरआरयू लेआउट के प्रभावी होने के लिए रखरखाव कार्यप्रवाह, सुरक्षा प्रोटोकॉल और नियामक मानकों पर गहन ध्यान देने की आवश्यकता होती है। इन कारकों को अनुकूलित करने के लिए नीचे महत्वपूर्ण रणनीतियाँ दी गई हैं।

संचालन दक्षता और रखरखाव पहुंच के लिए उपकरण लेआउट के मूल सिद्धांत

जब RRU सेटअप आसान पहुंच पर केंद्रित होते हैं, तो मरम्मत में पारंपरिक व्यवस्थाओं की तुलना में लगभग 25% कम समय लगता है। 2024 में Knowpiping के क्षेत्र डेटा के अनुसार, भागों को मानक मॉड्यूल समूहों में व्यवस्थित करना और उनके चारों ओर कम से कम 60 सेमी की जगह छोड़ना तकनीशियनों को खराब घटकों को लगभग 40% तेजी से बदलने में सक्षम बनाता है। ऊर्ध्वाधर स्थापनाओं के लिए, ऐसे क्षेत्र नहीं छोड़े जाने चाहिए जहाँ कुछ भी देखा या पहुँचा नहीं जा सके। क्षैतिज व्यवस्थाओं में पर्याप्त जगह होनी चाहिए ताकि कर्मचारी पड़ोसी उपकरणों को पहले अलग किए बिना पैनल तक पहुँच सकें। ये व्यावहारिक विचार वास्तविक परिस्थितियों में रखरखाव के काम को बहुत अधिक सुचारू बना देते हैं।

संचार टावरों के लिए विद्युत सुरक्षा और भू-संपर्कन अभ्यास RRU विन्यास

आधार ट्रांसीवर स्टेशनों पर खतरनाक आर्किंग को रोकने के लिए उचित अर्थिंग अभ्यास महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से जब तूफान आते हैं। पिछले वर्ष के शोध में दिखाया गया कि बहु-मार्ग अर्थिंग लागू करने वाले स्थलों में मानक व्यवस्थाओं की तुलना में लगभग दो तिहाई कम विद्युत समस्याएँ थीं। आरआरयू चेसिस और टावर फ्रेम के बीच 5 वोल्ट से कम वोल्टेज अंतर बनाए रखना भी बहुत महत्वपूर्ण है। इसे प्राप्त करने के लिए, तकनीशियनों को उपकरण स्थानों से तीन मीटर से अधिक दूर आइसोलेशन ट्रांसफार्मर और सर्ज संरक्षण उपकरण नहीं लगाने चाहिए। इससे बाद में रखरखाव दलों के लिए कई तरह की परेशानियाँ पैदा करने वाले उन झंझट भरे प्रेरण लूप को कम करने में मदद मिलती है।

अंतर्राष्ट्रीय सुरक्षा मानकों और विनियामक आवश्यकताओं का पालन करना

IEC 62368-1 (खतरे पर आधारित इंजीनियरिंग) और ETSI EN 301 908-13 (5G आरएफ एक्सपोजर) के साथ अनुपालन दायित्व जोखिम को कम करता है। 2023 के ऑडिट (IRPros) के अनुसार, गैर-अनुपालन स्थापनाओं में चरम मौसम में विफलता की दर 3.8 गुना अधिक होती है। सीमा पार परियोजनाओं के लिए, विद्युत चुम्बकीय संगतता के लिए FCC (यूएस) और CE (ईयू) दोनों दस्तावेजों के साथ डिजाइन को संरेखित करें।

वास्तविक उदाहरण: मानकीकृत और अनुपालन लेआउट के माध्यम से बंद समय को कम करना

एक यूरोपीय दूरसंचार ऑपरेटर ने मॉड्यूलर RRU लेआउट का उपयोग करके 1,200 टावर स्थलों को पुनः डिजाइन करने के बाद वार्षिक बंद समय में 30% की कमी की। माउंटिंग ऊंचाई, केबल रूटिंग पथ और सुरक्षा गार्डरेल स्थानों को मानकीकृत करने से, औसत मरम्मत अवधि 90 मिनट से घटकर 63 मिनट रह गई। इस परियोजना ने प्रति टावर प्रति माह 18 यूरो की परिचालन लागत कम की, साथ ही ETSI सुरक्षा मानकों से भी आगे निकल गई।

स्केलेबिलिटी और प्रौद्योगिकी विकास के लिए भविष्य-सुरक्षित संचार टावर RRU लेआउट

5G और उसके बाद के लिए लचीले RRU लेआउट का डिजाइन

आधुनिक संचार टावरों को आरआरयू कॉन्फ़िगरेशन की आवश्यकता होती है जो वर्तमान 5G आवश्यकताओं का समर्थन करे और उभरते 6G मानकों को भी समायोजित कर सके। एंटीना स्थिति और फाइबर रूटिंग को अनुकूलित करने से प्रौद्योगिकी के संक्रमण के दौरान पुनःस्थापना लागत कम होती है। मॉड्यूलर माउंटिंग सिस्टम ऑपरेटरों को बिना संरचनात्मक परिवर्तन किए हार्डवेयर बदलने की अनुमति देते हैं, जिससे उन्नत बीमफॉर्मिंग और मैसिव MIMO प्रौद्योगिकियों के चिकने एकीकरण को सुनिश्चित किया जा सके।

केस अध्ययन: अनुकूलित आरआरयू स्थापना के माध्यम से संकेत प्रतिक्रिया समय में सुधार

IoT स्केलेबिलिटी समस्याओं पर एक हालिया 2023 के अध्ययन के अनुसार, एक प्रमुख निर्माता ने अपनी दूरस्थ रेडियो इकाइयों (RRUs) को वास्तविक एंटीना ऐर्रे के निकट ले जाकर सिग्नल लेटेंसी में लगभग 30 प्रतिशत की कमी करने में सफलता प्राप्त की। कंपनी ने पाया कि जब उन्होंने इन घटकों को रणनीतिक रूप से स्थापित किया, तो आवश्यक फाइबर ऑप्टिक केबल की लंबाई में महत्वपूर्ण कमी आई। इसका अर्थ था कि सिग्नल को नेटवर्क के माध्यम से यात्रा करने में कम समय लगा, जिससे उन तकलीफदायक प्रसारण देरियों में कमी आई। इसके अलावा, वे उपकरण सुरक्षा के लिए ETSI तापीय आवश्यकताओं के भीतर बने रहे। इसका व्यवहारिक अर्थ क्या है? समग्र रूप से तेज़ प्रतिक्रिया समय! वास्तविक दुनिया के लाभों में स्वचालित ड्राइविंग कारों के लिए बेहतर प्रदर्शन शामिल है जिन्हें तत्काल डेटा प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है और AR अनुभव जहाँ मिलीसेकंड का भी बहुत अधिक महत्व होता है।

मौजूदा बुनियादी ढांचे को पूरी तरह बदले बिना स्केलेबल अपग्रेड के लिए रणनीतियाँ

भविष्य-सुरक्षित डिज़ाइन मानकीकृत इंटरफेस और अतिरिक्त बिजली क्षमता (न्यूनतम 20% अतिरिक्त क्षमता) पर ध्यान केंद्रित करते हैं ताकि अगली पीढ़ी के RRUs को समर्थन दिया जा सके। बैंडविड्थ की मांग बढ़ने के साथ संकर फाइबर-तांबा केबलिंग पूर्ण फाइबर कनेक्टिविटी के लिए धीरे-धीरे परिवर्तन की अनुमति देती है। स्मार्ट लोड-बैलेंसिंग के साथ विकेंद्रीकृत बिजली प्रणाली केंद्रीकृत बैकअप पर निर्भरता को कम करती है, जिससे टावर के क्षेत्रों में चरणबद्ध उन्नयन संभव होता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

RRU का प्राथमिक कार्य क्या है?

RRU डिजिटल सिग्नल को रेडियो आवृत्तियों में और इसके विपरीत परिवर्तित करते हैं, जिससे सिग्नल नुकसान कम होता है और नेटवर्क दक्षता में सुधार होता है।

RRU को एंटीना के निकट क्यों रखा जाता है?

RRU को एंटीना के निकट रखने से समाक्षीय केबल की लंबाई को कम करके बिजली के नुकसान को कम किया जाता है और सिग्नल शक्ति में वृद्धि होती है।

RRU, BBU से कैसे जुड़ते हैं?

RRU आधारबैंड इकाइयों (BBU) से फाइबर ऑप्टिक लाइनों का उपयोग करके जुड़ते हैं ताकि डेटा स्थानांतरण और प्रसंस्करण को सुगम बनाया जा सके।

ऊष्मा प्रबंधन के संदर्भ में RRU को किन चुनौतियों का सामना करना पड़ता है?

RRU उच्च तापमान वाले वातावरण में विशेष रूप से बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न करते हैं। उपकरणों के क्षरण को रोकने के लिए प्रभावी ऊष्मा अपव्यय विधियाँ महत्वपूर्ण हैं।

RRU लेआउट को भविष्य के अनुकूल कैसे बनाया जा सकता है?

लचीले RRU लेआउट और मॉड्यूलर डिज़ाइन उभरती प्रौद्योगिकियों को शामिल करने में सहायता करते हैं और व्यापक पुनर्निर्माण के बिना चिकनी अपग्रेड सुविधा प्रदान करते हैं।