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रिमोट रेडियो यूनिट, या संक्षेप में RRU, आधुनिक सेल नेटवर्क में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, जो बेसबैंड यूनिट (BBU) से निकलने वाले उन डिजिटल सिग्नल को वास्तविक रेडियो तरंगों में बदलती है जिन्हें हम बेतार तरीके से प्रेषित कर सकते हैं। जब ऑपरेटर इन RF घटकों को केंद्रीय स्थानों से दूर ले जाकर ऐंटीना के ठीक पास लगाते हैं, तो उपकरण कमरों के बीच चलने वाली लंबी केबलों के साथ सिग्नल के क्षीणन को कम कर देते हैं। इसके अलावा, इससे दूरसंचार कंपनियों को अपने कवरेज क्षेत्रों के डिजाइन में काफी अधिक स्वतंत्रता मिलती है। RRU वास्तव में क्या करती है? खैर, अन्य चीजों के अलावा, यह कमजोर सिग्नल को बढ़ाती है ताकि वे अधिक दूरी तक जा सकें, अवांछित पृष्ठभूमि के शोर को फ़िल्टर करती है जो कॉल या डेटा स्थानांतरण में हस्तक्षेप कर सकता है, और विभिन्न आवृत्ति सीमाओं के बीच स्विच करते समय भी सब कुछ साफ और स्थिर बनाए रखती है, जैसे ग्रामीण क्षेत्रों के लिए उपयोग की जाने वाली लोकप्रिय 700 MHz बैंड या शहरी वातावरण में पाया जाने वाला तेज 3.5 GHz स्पेक्ट्रम।
RRU उन BBUs के साथ काम करते हैं जो सभी डिजिटल प्रसंस्करण का ध्यान रखते हैं और प्रोटोकॉल का प्रबंधन करते हैं। पूरी व्यवस्था कार्यों को इस तरह बाँट देती है कि अधिकांश भारी प्रसंस्करण BBU में होता है, जबकि RRU रेडियो आवृत्ति कार्यों को संभालता है। इस व्यवस्था से प्रणाली में देरी कम हो जाती है, वास्तव में पुरानी प्रणालियों की तुलना में लगभग आधी, जहाँ सब कुछ एक ही इकाई में समाहित था। एक अन्य लाभ यह है कि इससे स्केलिंग आसान हो जाती है और जब कुछ गड़बड़ होता है तो मरम्मत कम जटिल होती है। हालांकि नुकसान यह है कि इन RRU द्वारा आधार स्टेशन द्वारा उपयोग की जाने वाली कुल शक्ति का लगभग दो तिहाई हिस्सा खपत किया जाता है। इसका अर्थ यह है कि डिजाइनरों को ऊष्मा प्रबंधन के बारे में गंभीरता से सोचने की आवश्यकता होती है, खासकर चूंकि ये इकाइयाँ अक्सर सभी प्रकार के मौसम की स्थिति में बाहर रहती हैं।
आधुनिक आधार स्टेशन तीन प्राथमिक स्तरों से मिलकर बने होते हैं:
एंटीना के साथ RRU को समान स्थान पर रखकर, 2.6 गीगाहर्ट्ज़ पर प्रति 100 मीटर तक लगभग 4 डीबी तक की कोएक्सियल केबल हानि को काफी हद तक कम किया जाता है, जिससे आवरण और ऊर्जा दक्षता दोनों में सुधार होता है।
अपलिंक और डाउनलिंक ट्रैफ़िक दोनों को संभालते समय, रिमोट रेडियो यूनिट्स फाइबर कनेक्शन के माध्यम से आने वाले ऑप्टिकल सिग्नल्स को लेकर उन्हें विद्युत सिग्नल्स में बदलकर काम करती हैं। इन्हें 20 से 80 वाट की ट्रांसमिशन स्तर तक बढ़ा दिया जाता है, उसके बाद बीमफॉर्मिंग के उद्देश्य से एंटीना एर्रे के माध्यम से प्रेषित किया जाता है। परिणाम? उन्नत MIMO सेटअप संभव हो जाते हैं, जिसका अर्थ है कि सीमित स्थान वाले शहरी क्षेत्रों में लगभग तीन गुना बेहतर स्पेक्ट्रल दक्षता देखी जा रही है। फील्ड माप के अनुसार, RRU युक्त स्थलों पर सिग्नल उपलब्धता लगभग 98.4% के आसपास बनी रहती है, जो पारंपरिक केंद्रीकृत प्रणालियों की तुलना में काफी आगे है जो लगभग 89.1% के आसपास रहती हैं। अंतर क्यों है? यहाँ अंतर का कारण संचरण पथों के साथ-साथ बेहतर सिग्नल गुणवत्ता और कम नुकसान का संयोजन है।
RRU चुनते समय, यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि यह आजकल नेटवर्क द्वारा उपयोग की जा रही बैंड्स के अनुरूप हो, चाहे वह 5G तैनाती के लिए sub-6 GHz हो या वो फैंसी mmWave आवृत्तियाँ। कैरियर एग्रीगेशन समर्थन अब लगभग अनिवार्य है क्योंकि बहुत से ऑपरेटर विभिन्न प्रकार के खंडित स्पेक्ट्रम आवंटनों से निपट रहे हैं। PCB सब्सट्रेट सामग्री का भी महत्व होता है। उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री विभिन्न आवृत्तियों के आर-पार प्रदर्शन को स्थिर रखने में सहायता करती हैं। कुछ निर्माता दावा करते हैं कि उनकी अनुकूलित सब्सट्रेट से एक साथ कई बैंड्स की तैनाती के दौरान इंजीनियरों द्वारा चीजों को फिर से ट्यून करने की आवश्यकता 20 से 40 प्रतिशत तक कम हो जाती है। कठिन परिस्थितियों में नेटवर्क चलाने वालों के लिए मजबूत परावैद्युत गुणों वाली इकाइयों पर विचार करना तर्कसंगत होता है। वास्तविक दुनिया के स्थापना में अपरिहार्य रूप से आने वाली भार की मांगों और मौसमी चरम स्थितियों के सामने आने पर ये घटक संकेत गिरावट के विरुद्ध बेहतर ढंग से स्थिर रहते हैं।
जब ट्रैफ़िक में वृद्धि होती है, तो संकेतों को स्पष्ट रखने के लिए, उच्च प्रदर्शन वाली रिमोट रेडियो इकाइयों को अपने 1 dB संपीड़न बिंदु पर कम से कम 43 dBm प्राप्त करना आवश्यक होता है। यदि यह दहलीज बहुत कम हो जाती है, तो व्यस्त समय के दौरान विकृति एक वास्तविक समस्या बन जाती है। त्रुटि सदिश परिमाण (EVM) के मामले में, विभिन्न चैनलों पर सटीक मॉड्यूलेशन के लिए 3% से कम रहना महत्वपूर्ण है। 60 वाट से अधिक की शक्ति वाले सिस्टम वास्तव में अच्छे शीतलन समाधानों पर निर्भर करते हैं, क्योंकि ऊष्मा के जमाव से सिग्नल की गुणवत्ता में 15% से 30% तक की कमी आ सकती है। वास्तविक परिस्थितियों में ऐसा अवक्रमण तेजी से बढ़ता है। अत्यंत कम शोर वाले एम्पलीफायर वाले उपकरण ऑपरेटरों को सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात में लगभग 4 से 6 dB की वृद्धि प्रदान करते हैं, जिससे ये LNA उन क्षेत्रों में विशेष रूप से मूल्यवान हो जाते हैं जहाँ शहरी केंद्रों या घनी आबादी वाले क्षेत्रों में कई संकेत प्रतिस्पर्धा करते हैं।
मानक कोएक्स केबल्स 3.5 गीगाहर्ट्ज़ की आवृत्ति के आसपास प्रति मीटर लगभग आधा डेसीबल खो देते हैं, जिसके कारण अधिकांश मामलों में उन्हें लंबी दूरी तक चलाना काफी अक्षम बन जाता है। जब हम रिमोट रेडियो यूनिट्स को वास्तविक एंटीना के निकट स्थापित करते हैं, तो इससे आवश्यक केबल की मात्रा कम हो जाती है और उन झंझट भरी निष्क्रिय अंतर-मॉड्यूलेशन समस्याओं में लगभग 70 प्रतिशत तक कमी आ सकती है। छत पर उपकरण स्थापित किए गए इमारतों के लिए, दबाव वाले किट्स का उपयोग आवश्यक हो जाता है क्योंकि वे केबल के अंदर पानी के प्रवेश को रोकते हैं जहाँ उसका कोई स्थान नहीं होता। फाइबर ऑप्टिक्स को RRU तकनीक के साथ जोड़ना एक और समझदारी भरा कदम है। ये संकर प्रणाली विशेष न्यून हानि ऑप्टिकल कनेक्शन के कारण 500 मीटर तक की दूरी पर भी संकेतों को मजबूत रखते हुए लगभग 98% गुणवत्ता के साथ प्रदर्शन में वास्तविक वृद्धि करते हैं।
RRU को ठीक से तैनात करना वास्तव में इस बात पर निर्भर करता है कि वे एंटीना के साथ भौतिक और विद्युत रूप से कितनी अच्छी तरह से जुड़ते हैं। जब इंजीनियर इम्पीडेंस को सही कर लेते हैं, तो वे प्रतिबिंबित शक्ति को 0.5 dB से कम तक कम कर सकते हैं, जिससे सिग्नल मजबूत और स्पष्ट बने रहते हैं। एकीकृत फोटोनिक्स और मेटामटेरियल्स जैसी विशेष सामग्री में हाल की तकनीकी उपलब्धियों ने एनालॉग सिग्नल को डिजिटल में 500 नैनोसेकंड से भी कम समय में बदलना संभव बना दिया है। बीम को वास्तविक समय में समन्वित करने के लिए ऐसी गति का बहुत महत्व होता है, जो 5G NR नेटवर्क्स के ठीक से काम करने के लिए आवश्यक है। बड़े पैमाने पर तैनाती कर रहे ऑपरेटरों के लिए, ऐसे सुधार तब बहुत फर्क बनाते हैं जब विभिन्न बिंदुओं पर सटीक समय बनाए रखना होता है और परिस्थितियों में बदलाव के साथ गतिशील रूप से बीम को समायोजित करना होता है।
नई पीढ़ी के रिमोट रेडियो यूनिट्स में 64T64R कॉन्फ़िगरेशन (यानी 64 ट्रांसमीटरों के साथ 64 रिसीवर) लगे होते हैं, जो मैसिव MIMO को संभव बनाते हैं। इस व्यवस्था से सिस्टम एक समय में केवल एक उपयोगकर्ता को नहीं, बल्कि कई उपयोगकर्ताओं को एक साथ डेटा भेज सकता है। स्मार्ट मशीन लर्निंग सिस्टम लगभग हर दो मिलीसेकंड में बीमफॉर्मिंग पैरामीटर्स में समायोजन करते हैं, और फील्ड परीक्षणों में दिखाया गया है कि इससे सेल के किनारों पर स्थित उपयोगकर्ताओं के लिए थ्रूपुट में लगभग चालीस प्रतिशत तक की वृद्धि हो सकती है। मानकों की बात करें, तो 5G उपकरणों से अंतरिक्षीय बहुसंकेतन की आठ परतों को संभालने की अपेक्षा करता है। जब ये सभी परतें सही ढंग से एक साथ काम करती हैं, तो विभिन्न एंटीनाओं के बीच समन्वित संचरण विधियों के कारण गति की क्षमता दस गीगाबिट प्रति सेकंड तक पहुँच सकती है।
शहरी क्षेत्रों में, 60% ऑपरेटर फीडर नुकसान और देरी को कम करने के लिए एंटीना के निकट वितरित RRUs को तैनात करते हैं। जबकि स्टेडियमों में समन्वित हस्तक्षेप नियंत्रण के लिए केंद्रीकृत BBU-RRU सेटअप प्रचलित बने हुए हैं (85% बाजार हिस्सेदारी), वितरित मॉडल एज-आधारित सिग्नल प्रोसेसिंग को सक्षम करके और फ्रंटहॉल की आवश्यकताओं को सरल बनाकर ऊंची इमारतों के वातावरण में देरी को 35% तक कम कर देते हैं।
वितरित एंटीना प्रणाली, या संक्षेप में DAS, बड़ी इमारतों या जटिल संरचनाओं में सिग्नल कवरेज बढ़ाने के लिए कई एंटीना के साथ-साथ रिमोट रेडियो यूनिट (RRU) को तैनात करके काम करती है। ये RRU बेसबैंड यूनिट (BBU) और वास्तविक एंटीना के बीच मुख्य कनेक्शन बिंदु के रूप में कार्य करते हैं। जब हम उन RRU को एंटीना के स्थापना स्थल के ठीक बगल में रखते हैं, तो यह उन परेशान करने वाले कोएक्शियल केबल नुकसान को कम करने में मदद करता है। इसके अलावा, इस सेटअप से श्रृंखला में सभी को जोड़ना या स्टार पैटर्न का उपयोग करना जैसे विभिन्न नेटवर्क लेआउट की अनुमति मिलती है। इस सब में सबसे बढ़िया बात क्या है? खैर, यह ऐसे नेटवर्क बनाता है जो आसानी से बढ़ सकते हैं और लेटेंसी को बहुत कम, अक्सर 2 मिलीसेकंड से भी कम रखते हैं। हमने इस तरीके को विशेष रूप से उन स्थानों पर अच्छा प्रदर्शन करते देखा है जहाँ बहुत सारे लोग आवागमन करते हैं, उदाहरण के लिए खेल के मैदान। RRU की स्थापना को केंद्रीकृत करके, इंजीनियर फ्रंटहॉल के पक्ष पर चीजों को काफी हद तक सरल बना देते हैं, हमारी क्षेत्र रिपोर्टों के अनुसार लगभग आधी सामान्य जटिलता तक।
RRU-सुदृढ़ित DAS प्रणालियाँ प्रमुख शहरी चुनौतियों का समाधान करती हैं:
ये प्रणालियाँ 4G और 5G दोनों संकेतों का एक साथ वितरण करती हैं, जिससे भविष्य के लिए तैयार बुनियादी ढांचा सुनिश्चित होता है। 2023 के एक क्षेत्र अध्ययन में पाया गया कि शहरी इलाके के 5 किमी² क्षेत्र में RRU-आधारित DAS ने 98.2% संकेत विश्वसनीयता प्राप्त की — अकेले मैक्रोसेल की तुलना में 22% अधिक।
5G RRU की शक्ति खपत उनके 4G संस्करणों की तुलना में लगभग 30 से 40 प्रतिशत तक बढ़ जाती है क्योंकि वे काफी अधिक बैंडविड्थ को संभालते हैं और बड़े MIMO एर्रे का उपयोग करते हैं। चीजों को निर्बाध रूप से चलाए रखने के लिए, निर्माता तरल शीतलन विधियों और विशेष ऊष्मा प्रसार सामग्री जैसी स्मार्ट शीतलन प्रणालियों को लागू करना शुरू कर दिए हैं जो बाहर भीषण गर्मी होने पर भी आंतरिक तापमान को 45 डिग्री सेल्सियस से कम रखने में सक्षम होते हैं। उचित तापीय प्रबंधन के बिना, इन इकाइयों का जीवनकाल उन स्थानों पर जहां दिन भर सूरज तपता रहता है, लगभग आधा रह जाता है। हमने ऐसे मामले देखे हैं जहां उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में खराब शीतलन के कारण RRU की आयु आधी रह जाती है, जिसके कारण उपकरण के जीवनकाल और दिन-प्रतिदिन विश्वसनीय ढंग से काम करने की क्षमता दोनों पर अच्छे शीतलन समाधान में निवेश करना बहुत अंतर लाता है।
आज के रिमोट रेडियो यूनिट्स को एलटीई नेटवर्क से लेकर 5G न्यू रेडियो और विभिन्न आईओटी प्रोटोकॉल तक कुछ चार से छह अलग-अलग आवृत्ति बैंड्स को संभालने की आवश्यकता होती है। इससे व्यस्त शहरी क्षेत्रों में, जहाँ स्थान सीमित है, एक ही भौतिक बुनियादी ढांचे को कई ऑपरेटर साझा कर सकते हैं। परिणाम? टावरों पर भीड़ कम हो जाती है, जिससे लगभग आधे से दो तिहाई तक कम स्थापना की आवश्यकता होती है, बिना सिग्नल गुणवत्ता को कमजोर किए, जो अधिकांश समय विश्वसनीय रूप से मजबूत बनी रहती है। इन प्रणालियों को इतना मूल्यवान बनाने वाली बात उनका मॉड्यूलर डिज़ाइन दृष्टिकोण है। जब कैरियर्स को नए स्पेक्ट्रम लाइसेंस प्राप्त होते हैं, तो वे पूरे उपकरणों को बदलने के बजाय बस अतिरिक्त रेडियो मॉड्यूल लगा सकते हैं। इससे पूंजीगत व्यय में कमी आती है और नेटवर्क अपग्रेड के दौरान सेवा में बाधा भी न्यूनतम रहती है।
वर्चुअल रेडियो एक्सेस नेटवर्क तकनीक मूल रूप से RRU हार्डवेयर को उन विशिष्ट बेसबैंड सॉफ्टवेयर घटकों से अलग कर देती है, जिससे प्रसंस्करण का अधिकांश कार्य बजाय बदले में क्लाउड प्लेटफॉर्म पर स्थानांतरित हो जाता है। इसका उद्योग के लिए यह अर्थ है कि अब हमें सख्त लेटेंसी की मांग के साथ कदम मिलाने के लिए eCPRI जैसे मानक फ्रंटहॉल कनेक्शन के साथ-साथ बहुत सटीक समय समझौता प्रोटोकॉल की आवश्यकता है। दूरसंचार कंपनियों की क्षेत्र से प्राप्त रिपोर्ट्स में वास्तव में काफी शानदार परिणाम भी दिखाई दिए हैं। vRAN संगत RRU पर चल रहे उन नेटवर्क्स ने अपने सेवा तैनाती के समय में लगभग 40 प्रतिशत की कमी देखी है, जबकि रखरखाव खर्च लगभग 35% तक गिर गए हैं। इन सुधारों के पीछे मुख्य कारण? आज के तीव्र गति वाले दूरसंचार परिदृश्य में नेटवर्क संचालन के दौरान अधिक अनुकूलनीय प्रणालियों के साथ स्वचालित प्रक्रियाओं का संयोजन सब कुछ बदल देता है।
RRU क्या है?
आरआरयू, या रिमोट रेडियो यूनिट, दूरसंचार नेटवर्क में एक घटक है जो बेसबैंड यूनिट (बीबीयू) से डिजिटल सिग्नल को प्रसारण के लिए रेडियो सिग्नल में बदलता है।
एंटीना के बगल में आरआरयू क्यों लगाए जाते हैं?
एंटीना के बगल में आरआरयू की स्थिति संचरण पथ के साथ सिग्नल नुकसान को कम करती है, जिससे सिग्नल शक्ति और कवरेज दक्षता में सुधार होता है।
ऊर्जा दक्षता में आरआरयू का योगदान कैसे होता है?
एंटीना के साथ समीपस्थ स्थान पर होने के कारण, आरआरयू समाक्षीय केबल नुकसान को कम करते हैं, जिससे सिग्नल में क्षीणन काफी कम होता है और ऊर्जा दक्षता में सुधार होता है।
आरआरयू और बीबीयू के बीच संबंध क्या है?
आरआरयू रेडियो आवृत्ति कार्यों को संभालते हैं, जबकि बीबीयू डिजिटल प्रसंस्करण और प्रोटोकॉल प्रबंधन करते हैं, जो एक दक्ष प्रणाली वास्तुकला बनाते हैं।
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हेबेई मेलिंग संचार सामग्री कंपनी, लिमिटेड पremium गुणवत्ता के RRU, BBU, और संचार ढांचे समाधान प्रदान करती है। वैश्विक टेलीकॉम, सैन्य, विमानन और औद्योगिक क्षेत्रों के लिए स्थिर, उच्च-शक्ति उपकरणों में विशेषज्ञ। विश्वभर में भरोसेमंद प्रस्तावना।
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