Ինչպես ընտրել հաղորդակցության բազային կայանների համար ճիշտ RRU-ն

RRU-ի գործառույթների և բազային կայանի ճարտարապետությունում դրա դերի հասկացում

Ո՞րն է հեռացված ռադիոմիայնքը (RRU): Սահմանում և հիմնական գործառույթներ

Հեռական ռադիոմիայնային սարքը, կամ կարճ՝ RRU-ն, կարևոր դեր է խաղում ժամանակակից բջջային ցանցերում՝ վերցնելով թվային սիգնալները, որոնք գալիս են Բազային միավորից (BBU), և դարձնելով դրանք իրական ռադիոալիքներ, որոնք կարող ենք հեռարձակել անլար կերպով: Երբ օպերատորները տեղափոխում են այս RF բաղադրիչները կենտրոնական տեղակայումներից և տեղադրում անտենաների կողքին, նրանք նվազեցնում են սիգնալի թուլացումը սարքավորումների սենյակների միջև եղած երկար կեբլերում: Այն նաև հեռահաղորդակցության ընկերություններին շատ ավելի մեծ ազատություն է տալիս իրենց ծածկույթի գոտիները նախագծելիս: Ինչ է անում RRU-ն? Դրանցից բացի՝ այն ուժեղացնում է թույլ սիգնալները, որպեսզի դրանք ավելի հեռու հասնեն, ֆիլտրում է անցակացված ֆոնային աղմուկը, որը կարող է խոչընդոտել զանգերին կամ տվյալների փոխանցմանը, և պահում է ամեն ինչ մաքուր և կայուն՝ նույնիսկ այն դեպքում, երբ անցնում են տարբեր հաճախականության միջակայքերի միջև, ինչպիսին է 700 ՄՀց-ը՝ գյուղական տարածքների ծածկույթի համար, կամ 3.5 ԳՀց-ի ավելի արագ սպեկտրը՝ քաղաքային միջավայրերում:

RRU-ի ինտեգրումը Բազային միավորների (BBU) հետ և ընդհանուր համակարգի աշխատանքային գործընթացը

RRU-ները աշխատում են համատեղ BBUs-ի հետ, որոնք զբաղվում են թվային մշակման և պրոտոկոլների կառավարմամբ: Ամբողջ կառուցվածքը բաժանված է այնպես, որ հիմնական հզոր հաշվարկները կատարվում են BBU-ում, իսկ RRU-ն կատարում է ռադիոհաճախականության գործառույթները: Այս կազմակերպումը նվազեցնում է համակարգի ուշացումը՝ մոտ կեսը հիմնականում համեմատած հին համակարգերի հետ, որտեղ ամեն ինչ տեղադրված էր մեկ միավորում: Մեկ այլ առավելություն է այն, որ դա հեշտացնում է մասշտաբավորումը և նվազեցնում է ներդրումները վերանորոգման ժամանակ, երբ ինչ-որ բան խափանվում է: Բացասական կողմը այն է, որ այս RRU-ները օգտագործում են բազային կայանի ընդհանուր հզորության մոտ երկու երրորդը: Դա նշանակում է, որ նախագծողները պետք է լուրջ մտածեն ջերմության կառավարման մասին, հատկապես այն դեպքերում, երբ այս սարքերը հաճախ տեղադրված են դրսում՝ տարբեր եղանակային պայմաններում:

Բազային կայանի հիմնական բաղադրիչները. Որտեղ տեղավորվում է RRU-ն

Ժամանակակից բազային կայանները բաղկացած են երեք հիմնական շերտերից.

1. Անտենայի շարք . Փոխանցում և ընդունում է RF սիգնալներ
2. RRU . Մշակում է RF սիգնալները անմիջապես անտենայի տեղում
3. BBU : Կառավարում է կոդավորումը, մոդուլյացիան և ցանցային պրոտոկոլները

RRU-ի հանգույցի անտենայի հետ միատեղ տեղադրումը նվազեցնում է կոաքսիալ կեբլի կորուստները՝ մինչև 4 դԲ 100 մետրի հաշվառմամբ 2,6 ԳՀց-ի դեպքում, ինչը զգալիորեն բարելավում է ծածկույթն ու էներգաօգտագործման արդյունավետությունը:

Տեսանյութի փոխանցման գործընթաց՝ RRU-ի դերը կապվածության և ծածկույթի ապահովման մեջ

Երբ համակարգը մշակում է ինչպես վերելային, այնպես էլ իջեցման տրաֆիկը, հեռահար ռադիոմիավորները աշխատում են՝ օպտիկական սիգնալները, որոնք մուտք են գործում մանրաթելային կապի միջոցով, վերածելով էլեկտրական սիգնալների: Այնուհետև դրանք ուժեղացվում են՝ հասնելով 20-ից 80 վատտ փոխանցման մակարդակի, և ուղղվում են ալերսային զանգվածների միջով՝ ճառագայթման ձևավորման նպատակով: Ի՞նչ արդյունք է ստացվում. հնարավոր է դառնում կիրառել առաջադեմ MIMO կառույցներ, ինչը նշանակում է, որ սպեկտրային արդյունավետությունը մոտավորապես երեք անգամ բարձրանում է այն քաղաքային տարածքներում, որտեղ տարածքի պակաս կա: Դաշտային չափումների համաձայն՝ RRUs-ով կայանները պահպանում են սիգնալի հասանելիությունը մոտ 98,4%-ի սահմաններում, ինչը զգալիորեն ավելի բարձր է ավանդական կենտրոնացված համակարգերի 89,1%-ի ցուցանիշից: Որտե՞ղ է տարբերությունը. ավելի լավ սիգնալի որակը՝ զուգակցված փոխանցման ուղիներում կորուստների նվազեցման հետ, հենց դա էլ է տարբերություն անում:

RRU ընտրելու համար կարևոր տեխնիկական սպեցիֆիկացիաներ

Հաճախականության շերտի համատեղելիություն և սպեկտրի արդյունավետության համար հաշվի առնելիք հանգամանքներ

Ընտրելով RRU-ն, կարևոր է համապատասխանեցնել այն այն շառավիղների հետ, որոնց վրա ցանցը իրականում աշխատում է այսօր, արդյոք դա sub-6 GHz է, թե 5G-ի ծավալման համար նախատեսված mmWave հաճախադարձություններ: Կրողի ագրեգացման աջակցությունը հիմա գրեթե պարտադիր է, քանի որ շատ օպերատորներ զբաղվում են տարբեր տեսակի ֆրագմենտավորված սպեկտրային հատկացումներով: Նշանակում է նաև PCB սուբստրատի նյութը: Որակյալ նյութերը օգնում են պահպանել կայուն արդյունքներ տարբեր հաճախադարձությունների դեպքում: Որոշ արտադրողներ պնդում են, որ նրանց օպտիմալացված սուբստրատները կրճատում են ինժեներների կողմից բազմաթիվ շառավիղներ միաժամանակ տեղակայելիս կարիքը վերակարգավորման՝ երբեմն 20-ից մինչև 40 տոկոսով: Այն անձանց համար, ովքեր ցանցեր են շահագործում դժվար պայմաններում, տրամադրված միավորների դիտարկումը հիմնավորված է համարվում համոզված դիէլեկտրիկ հատկություններով: Այս բաղադրիչները ունեն ավելի լավ դիմադրողականություն ազդանշանի վատթարացման դեմ, երբ հանդիպում են փոփոխվող բեռի պահանջների և եղանակի ծայրահեղ պայմանների, որոնց իրական աշխարհում տեղադրումները անխուսափելիորեն կարող են բախվել:

Թողարկման հզորություն, Գծայնության արդյունավետություն և Ազդանշանի ամբողջականություն

Երբ եթերում հաղորդակցությունները գերբեռնված են, սիգնալները պարզ պահելու համար բարձր կարգավորող հեռահարաբերների միավորները պետք է հասնեն առնվազն 43 դԲմ-ի 1 դԲ-անոց սեղմման կետում: Եթե այս շեմը չափազանց ցածր է իջնում, ապա խուճապը իրական խնդիր է դառնում զբաղված ժամերին: Սխալ վեկտորային մեծության դեպքում 3%-ից ցածր մնալը կարևոր է տարբեր ալիքներով ճշգրիտ մոդուլացիայի համար: 60 վատտից ավելի հզորությամբ համակարգերը շատ կախված են լավ սառեցման լուծումներից, քանի որ ջերմության կուտակումը իրականում կնվազեցնի սիգնալի որակը 15%-ից մինչև 30%: Այդպիսի անկումը իրական պայմաններում շատ արագ է կուտակվում: Ուլտրա ցածր աղմուկով համարժեք մարտկոցներ ունեցող սարքավորումները օպերատորներին տալիս են 4-ից մինչև 6 դԲ սիգնալ/աղմուկ հարաբերակցության բարձրացում, ինչը դարձնում է այս LNA-ները հատկապես արժեքավոր այն տեղերում, որտեղ կան շատ մրցակցող սիգնալներ, ինչպես օրինակ՝ քաղաքային կենտրոններում կամ խիտ բնակեցված տարածքներում:

Կոաքսիալ սնուցման գծերի կորուստների նվազեցում ռադիո միավորների ռազմավարական տեղադրման միջոցով

Ստանդարտ կոաքսիալ մալուխները կորցնում են մոտավորապես կես դեցիբել մեկ մետրում՝ 3,5 ԳՀց հաճախականությունների շրջակայքում, ինչը շատ դեպքերում երկար հեռավորությունների վրա դրանց օգտագործումն անարդյունավետ է դարձնում: Երբ հեռավոր ռադիոմիայքները (RRU) տեղադրվում են ավելի մոտ անտեններին, այդ դեպքում մալուխների անհրաժեշտությունը նվազում է, և հնարավոր է կրճատել պասիվ ինտերմոդուլացիոն խնդիրները մոտ 70 տոկոսով: Շենքերի համար, որտեղ սարքավորումները տեղադրված են տանիքներին, ճնշման կոմպլեկտների օգտագործումը կարևոր է, քանի որ դրանք կանխում են ջրի xնտարումը մալուխների ներսում, որտեղ այն ամենևին էլ տեղը չունի: Մեկ այլ խելամիտ քայլ ֆիբեր-օպտիկայի միացումն է RRU տեխնոլոգիայի հետ: Այս հիբրիդային համակարգերը իրոք բարձրացնում են արդյունավետությունը՝ պահպանելով սիգնալի որակը մոտ 98%՝ նույնիսկ 500 մետր հեռավորության վրա՝ շնորհիվ այդ հատուկ ցածր կորուստներով օպտիկական միացումների:

RRU-ի ինտեգրում անտենների հետ և առաջադեմ RF տեխնոլոգիաներ

RRU-ի և անտեննաների անընդհատ ինտեգրումը ժամանակակից RF սիգնալների մշակման մեջ

RRU-ների ճիշտ տեղադրումը կախված է դրանց ֆիզիկական և էլեկտրական միացման որակից անտեններին: Երբ ինժեներները ճիշտ են կարգավորում իմպեդանսը, նրանք կարող են արձանագրել արձանագրված հզորությունը 0,5 դԲ-ից ցածր, ինչը օգնում է պահպանել սիգնալների ուժն ու պարզությունը: Վերջերս ինտեգրված ֆոտոնիկայի և մետամատերիալներ անվանումով հատուկ նյութերի ոլորտում տեխնոլոգիական հաջողությունները հնարավոր են դարձրել անալոգային սիգնալները թվայինի ավելի արագ փոխարկել, քան այսօր՝ 500 նանովրոպեից պակաս: Այս տիպի արագությունը շատ կարևոր է ճառագայթների իրական ժամանակում համակարգումը, ինչը անհրաժեշտ է 5G NR ցանցերի ճիշտ աշխատանքի համար: Խոշոր մասշտաբով տեղադրումներ իրականացնող օպերատորների համար այս տիպի բարելավումները մեծ տարբերություն են կազմում՝ փորձելով պահպանել ճշգրիտ ժամանակացույցը բազմաթիվ կետերում և դինամիկորեն կարգավորել ճառագայթները՝ ըստ պայմանների փոփոխության:

MIMO-ի և Ճառագայթների ձևավորման ակտիվացումը Ընդլայնված RRU դիզայններով

Նոր սերնդի հեռակառավարման ռադիոյի միավորները տեղակայված են 64T64R կոնֆիգուրացիաներով (այսինքն՝ 64 հաղորդիչներ, զուգակցված 64 ընդունիչների հետ), ինչը թույլ է տալիս իրականացնել մասսիվ MIMO: Այս կառուցվածքը հնարավորություն է տալիս համակարգին տվյալներ ուղարկել մի քանի օգտատիրոջ, մեկ-մեկի փոխարեն: Խելացի մեքենայական ուսուցման համակարգերը մոտավորապես երկու միլիվայրկյանը մեկ ճշգրտում են այս փունջային ձևավորման պարամետրերը, իսկ տեսանքային փորձարկումները ցույց են տվել, որ սա իրականում կարող է բջիջների եզրերին գտնվող օգտատերերի համար արագությունը մեծացնել մոտ քառասուն տոկոսով: Ինչ վերաբերում է ստանդարտներին, 5G-ն պահանջում է, որ սարքավորումները կարողանան կառավարել տարածական մուլտիպլեքսավորման ութ շերտ: Երբ այս բոլոր շերտերը ճիշտ են աշխատում միասին, մենք խոսում ենք պոտենցիալ արագությունների մասին, որոնք կարող են հասնել տասը գիգաբիթ վայրկյանում՝ շնորհիս այս համակարգված հաղորդման մեթոդներին տարբեր անտենների միջոցով:

Կենտրոնացված և Տարածված RRU տեղադրումը խիտ քաղաքային ցանցերում

Քաղաքային շրջաններում օպերատորների 60%-ը ալերգիներին մոտ տեղադրում են տարածված RRUs՝ կերառի կորուստներն ու ուշացումները նվազագույնի հասցնելու համար: Չնայած ստադիոններում կենտրոնացված BBU-RRU կառույցները շարունակում են գերակշռել (շուկայի 85%)՝ համաձայնեցված միջամտության վերահսկման համար, տարածված մոդելները բարձրահարկ շրջակայքերում ուշացումները 35%-ով կրճատում են՝ թույլատրելով եզրային մշակում և պարզեցնելով fronthaul պահանջները:

Տարածված ալերգիների համակարգերում (DAS) RRU-ի արդյունավետության գնահատում

DAS Ճարտարապետության ակնարկ. RRU-ն որպես կարևոր հնարավորություն

Տարածված անտենային համակարգերը, կամ կարճ՝ DAS-ը, աշխատում են մի քանի անտենաներ տեղադրելով հեռացված ռադիոօբյեկտների (RRU) հետ, որպեսզի բարձրացնեն սիգնալի ծածկույթը մեծ շենքերում կամ բարդ կառույցներում: Այս RRU-ները ծառայում են որպես հիմնական կապի կետ Baseband Unit (BBU)-ի և իրական անտենաների միջև: Երբ մենք RRU-ները տեղադրում ենք անմիջապես անտենաների մոտ, սա օգնում է նվազեցնել անճոռնի կորուստները կոաքսիալ կեղեքներում: Բացի այդ, այս կառուցվածքը թույլ է տալիս տարբեր ցանցային դասավորություններ, ինչպիսիք են շղթայական կամ աստղաձև կապում: Ինչն է դարձնում սա այդքան լավը: Դա ստեղծում է ցանցեր, որոնք կարող են հեշտությամբ մեծանալ՝ պահելով ցածր լատենտություն, հաճախ 2 միլիվայրկյանից ցածր: Մենք տեսել ենք, որ այս մեթոդը հատկապես լավ է աշխատում մարդկանց մեծ շարժման վայրերում, օրինակ՝ սպորտային արենաներում: Կենտրոնացնելով RRU-ների տեղադրումը՝ ինժեներները հաջողությամբ պարզեցնում են ֆրոնթհոլի կողմի գործընթացները, մեր տեղական զեկույցների համաձայն՝ մոտ կեսը սովորական բարդությունից:

Քաղաքային անլար ծածկույթի բարելավում՝ RRU-ով ապահովվող DAS համակարգերի միջոցով

RRU-ով հզորացված DAS համակարգերը լուծում են քաղաքային հիմնախնդիրները.

• Սիգնալի թափանցման խնդիր : 4x4 MIMO RRU-ները բարձրադիր շենքերում ներքին ծածկույթը բարելավում են 55–70% -ով
• Հատուկ սպեկտրումների նվազեցում : առաջատար RRU-ներում 256-QAM մոդուլացիան ընդհանուր սպեկտրումներում խաչված ալիքների միջև միջամտությունը 30% -ով կրճատում է
• Տարողության մասշտաբավորում : մոդուլային կառուցվածքները թույլ են տալիս հզորությունը 20Վ-ից 200Վ բարձրացնել առանց սարքավորումները փոխարինելու

Այս համակարգերը միաժամանակ տարածում են ինչպես 4G, այնպես էլ 5G սիգնալներ, ապահովելով ապագայի համար պատրաստ ենթակառուցվածք: 2023 թվականի ուսումնասիրությունը ցույց տվեց, որ քաղաքային տարածքի 5 կմ² տարածքում RRU-ի վրա հիմնված DAS-ն ապահովել է 98,2% սիգնալի հուսալիություն՝ 22% -ով ավելի բարձր, քան առանձին մակրոբջիջները:

RRU-ների տեղադրման ապագայի ապահովում. մասշտաբավորում, արդյունավետություն և 5G-ի պատրաստվածություն

Հզորության սպառում և ջերմային կառավարում արտաքին RRU համակարգերում

5G RRU-ների հզորության սպառումը 30-40 տոկոսով ավելի բարձր է, քան 4G տարբերակներինը, քանի որ դրանք մշակում են զգալիորեն ավելի լայն շառավիղներ և օգտագործում են այդ մեծ MIMO զանգվածները: Ամեն ինչ հարթ գործարկելու համար արտադրողները սկսել են ներդնել խելացի սառեցման համակարգեր, ինչպիսիք են հեղուկով սառեցման մեթոդներն ու հատուկ ջերմությունը տարածող նյութերը, որոնք ներքին ջերմաստիճանը պահում են 45 աստիճան Ցելսիուսի ներքևում՝ նույնիսկ արտաքին շատ բարձր ջերմաստիճանների դեպքում: Եթե ջերմային կառավարումը բավարար չէ, այս սարքերի կյանքի տևողությունը կրճատվում է կեսով այն տեղերում, որտեղ ամբողջ օրը արևը փոխքաշում է: Մենք տեսել ենք դեպքեր, երբ վատ սառեցումը կրճատում է RRU-ների կյանքի տևողությունը կեսով այն տարածաշրջաններում, որտեղ կլիման ավելի տաք է, ինչը ցույց է տալիս, թե որքան կարևոր է ներդրում կատարել լավ սառեցման լուծումների մեջ՝ ինչպես սարքավորումների կյանքի տևողության, այնպես էլ դրանց անընդհատ ու վստահելի աշխատանքի տեսանկյունից:

Մասշտաբավորում բազմաշառավղային և բազմաօպերատորային ցանցային միջավայրերում

Այսօրվա հեռակա ռադիոմիավորները պետք է աշխատեն մոտ չորսից վեց տարբեր հաճախականության շրջանակներում՝ ընդգրկելով LTE ցանցերից մինչև 5G New Radio-ն և տարբեր IoT պրոտոկոլներ: Սա թույլ է տալիս բազմաթիվ օպերատորների միաժամանակ օգտագործել նույն ֆիզիկական ենթակառուցվածքը այն շրջաններում, որտեղ տարածքը սահմանափակ է: Ի՞նչ է արդյունքը: Աշտարակների զանգվածային խտության նշանակալի նվազում՝ կանխատեսվում է, որ անհրաժեշտ է կեսից երկու երրորդ անգամ պակաս տեղադրում, առանց ազդելու սիգնալի որակի վրա, որը մեծամասնության դեպքում մնում է հուսալիորեն ուժեղ: Այս համակարգերի արժեքը պայմանավորված է դրանց մոդուլային կառուցվածքով: Օպերատորները կարող են պարզապես տեղադրել լրացուցիչ ռադիոմոդուլներ, երբ ձեռք են բերում նոր սպեկտրային լիցենզիաներ, առանց ամբողջովին հանելու սարքավորումների մեծ մասը: Սա ոչ միայն կրճատում է կապիտալ ծախսերը, այլ նաև նվազագույնի է հասցնում սպասարկման ընդհատումները ցանցի արդիականացման ընթացքում:

Վիրտուալացված RAN-ի (vRAN) ազդեցությունը 5G-ում RRU-ի էվոլյուցիայի վրա

Վիրտուալացված ռադիոհաստեցման ցանցի (vRAN) տեխնոլոգիան հիմնականում առանձնացնում է RRU սարքավորումները այդ հատուկ բազային սաղավարտի ծրագրային ապահովումից՝ շատ մշակման աշխատանքներ տեղափոխելով ամպային հարթակներ։ Արդյունքում արդյունաբերության համար այժմ անհրաժեշտ են ստանդարտ ֆրոնտհոլ միացումներ, ինչպիսին օրինակ eCPRI-ն է, ինչպես նաև շատ ճշգրիտ ժամանակային պրոտոկոլներ, եթե ցանկանում ենք հետևել խիստ ուշացման պահանջներին։ Հեռահաղորդակցության ընկերությունների դաշտային զեկույցները ցույց են տալիս նաև շատ հպարտանալի արդյունքներ։ vRAN-հետ համատեղելի RRU-ներով ցանցերը ծառայությունների տեղակայման ժամանակը կրճատել են մոտ 40 տոկոսով, իսկ սպասարկման ծախսերը՝ մոտ 35%։ Այս բարելավումների հիմնական պատճառները ինչ են? Ցանցի գործողությունների ընթացքում ավելի ճկուն համակարգերի և ավտոմատացված գործընթացների համադրումը տարբերություն է անում այսօրվա արագ ընթացող հեռահաղորդակցության համատեքստում:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ինչ է RRU-ն?

RRU-ն, կամ հեռահար ռադիոյի միավորը, հեռահաղորդակցության ցանցերում օգտագործվող մի բաղադրիչ է, որը Բազային շերտի միավորից (BBU) ստացված թվային սիգնալները փոխարկում է ռադիոսիգնալների՝ հետագա հաղորդման համար:

Ինչո՞ւ են RRU-ները տեղադրված ալերսի կողքին:

RRU-ների ալերի կողքին տեղադրումը նվազեցնում է սիգնալի կորուստը հաղորդման ճանապարհին, որը բարձրացնում է սիգնալի ուժն ու ծածկույթի արդյունավետությունը:

Ինչպե՞ս են RRU-ները նպաստում էներգաարդյունավետությանը:

Ալերի հետ միասին տեղակայված լինելով՝ RRU-ները նվազեցնում են կոաքսիալ կեբլների կորուստները, ինչը զգալիորեն իջեցնում է սիգնալի թուլացումը և բարելավում է էներգաարդյունավետությունը:

Ո՞րն է RRU-ների և BBU-ների փոխհարաբերությունը:

RRU-ները կատարում են ռադիոհաճախականության գործառույթները, իսկ BBU-ները իրականացնում են թվային մշակումն ու պրոտոկոլների կառավարումը, ստեղծելով արդյունավետ համակարգային ճարտարապետություն: