Bagaimana Memilih RRU yang Tepat untuk Menara Komunikasi?

Memahami Peranan RRU dalam Rangkaian Akses Radio Moden

Fungsi unit radio jauh (RRU) dalam RAN moden

Unit radio jauh, atau RRU, bertindak sebagai penghubung penting yang menyambungkan pemprosesan pita asas digital dengan pemancaran frekuensi radio sebenar dalam Rangkaian Akses Radio. Peranti ini mengambil isyarat digital daripada unit pita asas dan menukarkannya kepada gelombang RF yang boleh bergerak melalui udara. Ia juga berfungsi secara songsang bagi isyarat yang kembali dari telefon pengguna. Apabila diletakkan berdekatan dengan antenna, RRU mengurangkan kehilangan penyalur sebanyak kira-kira 4 dB setiap 100 meter pada frekuensi sekitar 2.6 GHz. Menurut kajian Ponemon pada tahun 2023, penempatan ini meningkatkan kualiti isyarat sebanyak kira-kira 22% berbanding susunan di mana semua komponen berada di pusat. Pengeluar utama kini membina penukar DAC/ADC canggih terus ke dalam RRU mereka bersama sistem penapisan yang baik. Ini membolehkan mereka mengendalikan pelbagai jalur frekuensi serentak sambil mengekalkan latensi di bawah 70 nanosaat, yang sangat penting untuk aplikasi 5G pantas yang kita semua mahukan.

Komponen Utama Stesen Asas: Di Mana RRU Berperanan

Stesen pangkalan moden terdiri daripada tiga elemen utama:

• Tatasusunan Antena : Mengendalikan radiasi/penerimaan gelombang elektromagnetik
• RRU : Memproses isyarat RF (tukar naik/turun, penguatan) di tapak antena
• BBU : Menguruskan timbunan protokol, pembetulan ralat, dan keselamatan rangkaian

Seni bina teragih ini mengurangkan penggunaan kuasa sebanyak 18–35% berbanding stesen makro tradisional, seperti yang didokumenkan dalam ujian kecekapan tenaga RAN 2024. Kandungan RRU yang sesuai untuk persekitaran luar membolehkan pemasangan dalam jarak 1–5 meter dari antena, suatu keperluan bagi frekuensi millimeter-wave di mana atenuasi atmosfera melebihi 15 dB/km.

Pemisahan unit jalur asas (BBU) dan RRU: Evolusi seni bina

Pemisahan BBU-RRU mewakili perubahan asas daripada stesen asas terkamir, membolehkan:

Dengan memusatkan BBUs di kemudahan selamat sambil mengagihkan RRUs merentasi tapak-tapak menara, operator mencapai peningkatan medan 92% lebih cepat melalui pengkonfigurasian semula radio berasaskan perisian. Pelaksanaan C-RAN yang terkini menunjukkan bagaimana pemisahan ini menyokong pengimbangan beban dinamik merentasi 64–256 RRUs setiap kolam BBU, mengoptimumkan kecekapan spektrum untuk pemasangan bandar berketumpatan tinggi.

Fungsi Utama dan Keupayaan Pemprosesan Isyarat RRU

Pemprosesan Isyarat Downlink dan Uplink dalam RRU

Unit radio jauh atau RRU mengendalikan kedua cara pemprosesan isyarat yang agak penting untuk cara sistem RAN moden berfungsi pada hari ini. Apabila menghantar data dari rangkaian, unit-unit ini mengambil isyarat digital yang datang dari BBU dan menukarkannya kepada gelombang radio sebenar melalui beberapa kaedah modulasi yang canggih. Dan apabila menerima data yang kembali, mereka secara asasnya menyongsangkan proses ini dengan mengambil isyarat frekuensi radio dan menukarkannya semula ke bentuk digital supaya BBU dapat memahami semua data tersebut. Hakikat bahawa RRU boleh melakukan kedua-dua arah serentak bermakna kita mendapat kelajuan komunikasi yang sangat pantas dengan hampir tiada masa lag. Kadar ralat juga kekal sangat rendah, iaitu sekitar 0.001% atau lebih baik dalam kebanyakan konfigurasi 5G. Ini membantu mengekalkan keselarasan semua peranti walaupun terdapat beribu-ribu peranti yang disambungkan serentak tanpa menyebabkan gangguan besar terhadap kualiti perkhidmatan.

Fungsi RF Front-End: DAC, ADC, Penukaran Naik/Turun, Penapisan

Bahagian hadapan RF RRU bergantung kepada empat komponen utama:

1. Penukar Digital-ke-Analog (DAC) : Menukarkan isyarat digital I/Q kepada gelombang analog
2. Penukar Analog-ke-Digital (ADC) : Menerima isyarat analog masuk untuk diproses secara digital
3. Penukar frekuensi : Mengalihkan isyarat antara frekuensi jalur asas dan frekuensi pembawa
4. Penapis Jalur Lulus : Mengalih keluar gangguan luar jalur sambil mengekalkan integriti isyarat

Komponen-komponen ini bekerjasama untuk mencapai kecekapan spektrum sehingga 8.2 bps/Hz dalam pemasangan RAN pelbagai teknologi terkini, mengatasi sistem legasi sebanyak 37% dalam ujian kelajuan sebenar.

Penguat Kuasa (PA) dan Penguat Bising Rendah (LNA)

RRU moden mengintegrasikan PA berkecekapan tinggi (90–94% kecekapan penukaran DC-RF) dan LNA ultra-sensitif (angka bising <1.2 dB) untuk memenuhi bajet pautan yang ketat bagi 5G. Gabungan ini menyokong:

• konfigurasi MIMO besar 64T64R pada jumlah output 200W
• pengendalian lebar jalur saluran 160MHz dalam spektrum FR1
• kepekaan penerima -110dBm untuk pengesanan isyarat lemah yang boleh dipercayai

Inovasi pengurusan haba seperti penyejukan cecair dan bahan perubahan fasa memastikan operasi stabil dalam suhu persekitaran antara -40°C hingga +55°C.

Kelebihan Seni Bina RRU dalam Pemasangan D-RAN dan C-RAN

RANG Teragih (D-RAN) berbanding RANG Berpusat (C-RAN): Peranan RRU

Unit Radio Jauh yang kita panggil RRU pada asasnya membuatkan seni bina RAN lebih fleksibel kerana ia mengasingkan fungsi radio daripada lokasi pemprosesan baseband berlaku. Apabila melihat sistem RAN Teragih, unit-unit ini diletakkan betul-betul bersebelahan antena di tapak sel, yang membantu mengekalkan kekuatan isyarat analog tersebut supaya tidak merosot semasa bergerak melalui kabel koaksial. Bagi susunan RAN Berpusat, RRU tetap berada berdekatan antena tetapi kini bersambung melalui talian gentian optik kepada unit pemprosesan pusat. Susunan ini boleh mengurangkan keperluan ruang fizikal di tapak sebanyak kira-kira 40 peratus menurut beberapa laporan industri tahun lepas. Sama ada konfigurasi D-RAN atau C-RAN, unit jauh ini memainkan peranan utama dalam mengekalkan kualiti isyarat yang baik sambil menjadikan rangkaian cukup mudah laras untuk mengendalikan sebarang perubahan yang akan datang di masa hadapan.

Mengurangkan Kehilangan Feeder dan Meningkatkan Kecekapan Tenaga dengan Penempatan RRU

Apabila unit radio jauh diletakkan berdekatan dengan antena, kehilangan pada talian penyuap berkurang sekitar 90% berbanding konfigurasi lama, yang memberi kesan nyata terhadap kecekapan tenaga secara keseluruhan. Kabel yang lebih pendek juga bermaksud kurang kuasa RF terbuang. Daripada kehilangan 15 hingga 20% jumlah tenaga melalui sambungan jarak jauh tersebut, kini kita hanya melihat kehilangan kurang daripada 5%, terutamanya apabila berurusan dengan isyarat frekuensi tinggi. Manfaat lain datang daripada keperluan penyejukan yang dikurangkan memandangkan RRU ini sebenarnya dapat berfungsi dengan baik di luar bangunan tanpa memerlukan enklosur kawalan suhu yang rumit. Jurutera lapangan melaporkan bahawa susunan ini mengurangkan masalah penyelenggaraan semasa bulan panas musim panas apabila sistem pendingin udara sebaliknya akan mengalami kesukaran untuk mengekalkan prestasi.

Skalabiliti dan Fleksibiliti Pemasangan dalam Persekitaran RAN Termaya

Unit Radio Jauh (RRU) pada hari ini berfungsi dengan baik dalam susunan berasaskan awan kerana adanya piawaian seperti eCPRI. Ini membolehkan perkongsian sumber secara dinamik merentasi rangkaian pelbagai vendor. Sifat modul unit-unit ini membolehkan operator meningkatkan kapasiti secara berperingkat tanpa perlu mengubah struktur menara, sesuatu yang sangat penting ketika meluaskan keupayaan 5G mMIMO dan melaksanakan penggabungan pembawa. Dari sudut penyelesaian RAN maya atau vRAN yang menggabungkan RRU, ujian industri menunjukkan bahawa perkhidmatan dapat dilancarkan kira-kira 30 peratus lebih cepat berbanding sistem lama sebelum ini.

Sokongan Frekuensi dan Teknologi untuk Rangkaian Pelbagai Generasi

Pertimbangan Keserasian Jalur Frekuensi dan Kecekapan Spektrum

Unit Radio Jauh terkini menawarkan kecekapan spektrum sekitar 30 peratus lebih baik berbanding sistem lama kerana ia beroperasi merentasi frekuensi dari 600 MHz hingga 6 GHz. Julat yang luas ini membolehkan operator rangkaian terus menggunakan sumber spektrum yang sedia ada semasa beralih kepada teknologi 5G New Radio. Dengan RRU jalur lebar, beberapa jalur frekuensi berasingan digabungkan ke atas satu perkakasan. Ini mengurangkan sambungan peralatan di tapak sel dan menjimatkan kira-kira 19% penggunaan kuasa setiap sektor menurut penyelidikan terkini yang diterbitkan dalam Wireless Infrastructure Journal tahun lepas.

Sokongan Pelbagai Jalur dan Pelbagai Teknologi (2G/3G/4G/5G) dalam RRU

RRU utama kini memproses secara serentak isyarat GSM (2G), UMTS (3G), LTE (4G), dan 5G NR melalui arsitektur radio tertakrif perisian (SDR). Keserasian ke belakang ini menghapuskan keperluan untuk rantaian radio selari, seperti yang ditunjukkan dalam jadual di bawah:

Menghadapan Jaringan Masa Depan: Skalabiliti Merentasi Jalur dan Operator

Reka bentuk RRU modular membolehkan operator mengaktifkan jalur frekuensi baharu melalui kemas kini perisian jauh, mengurangkan lawatan menara sebanyak 62% ( Kaji Selidik Pengendali Rangkaian Mudah Alih 2024 ). Keupayaan perkongsian spektrum antara operator dalam model terkini membolehkan peruntukan dinamik jalur yang kurang digunakan, mempercepatkan pelaksanaan 5G sebanyak 89% dalam persekitaran berbilang operator.

Pengintegrasian dengan Antena Lanjutan: Kesediaan MIMO dan Beamforming

Membolehkan MIMO dan Beamforming Melalui Reka Bentuk RRU Lanjutan

Unit Radio Jauh Terkini (RRUs) menjadikan MIMO Skala Besar mungkin melalui teknologi pembentukan alur adaptif terbina dalam dan susunan antena berbilang. Unit-unit ini berfungsi bersama susunan penghantaran 64 dan penerimaan 64 yang besar untuk mengarahkan isyarat ke lokasi yang diperlukan, yang meningkatkan jumlah data yang boleh dimuatkan ke dalam ruang frekuensi yang sama berbanding peralatan lama. Beberapa ujian yang dijalankan tahun lepas turut menunjukkan sesuatu yang mengagumkan. Rangkaian yang menggunakan RRU maju ini dengan lapan lapisan pemisahan isyarat mencapai kelajuan sekitar 3.8 gigabit per saat dalam persekitaran bandar yang sangat sesak. Prestasi sebegini membuat perbezaan besar dalam usaha mengekalkan sambungan semua orang tanpa mengalami kelewatan semasa tempoh penggunaan puncak.

Pengintegrasian Unit Pembentuk Alur (BFUs) dan Modul Antena

Unit-unit beamforming atau BFU berfungsi bersama penyesuai fasa dan penguat kuasa di dalam unit radio jauh (RRU) untuk mengarahkan isyarat dengan ketepatan sekitar plus atau minus 2 darjah merentasi frekuensi gelombang milimeter 5G. Mencapai tahap kawalan ini membuat perbezaan yang nyata - operator melaporkan lebih kurang 65 peratus kurang gangguan apabila beberapa pembekal perkhidmatan berkongsi kawasan yang sama, manakala liputan sel meluas kira-kira 18 peratus lebih jauh daripada sebelum ini. Ke depan, RRU baharu sedang direka dengan modul antena terbina dalam yang menggabungkan semua komponen tersebut ke dalam satu unit luaran yang padat. Integrasi ini mengurangkan kos pemasangan secara ketara, menjimatkan syarikat kira-kira 40 peratus berbanding sistem tradisional di mana semua perkara perlu dipasang secara berasingan. Industri jelas bergerak ke arah penyelesaian terkonsolidasi ini kerana ia menawarkan kelebihan prestasi serta penjimatan kos yang besar.

Pengurusan Haba dan Kuasa dalam Pemasangan RRU Luaran

RRU luaran membuang haba sehingga 300W semasa operasi MIMO aktif, memerlukan sasis berpendingin cecair dan sistem aliran udara dipacu AI untuk mengekalkan suhu di bawah 45°C. Model lanjutan mencapai kecekapan tenaga sebanyak 94% menggunakan penguat kuasa gallium nitrida (GaN) dan kawalatur voltan adaptif beban, mengurangkan OPEX tahunan sebanyak $7,200 setiap unit menurut tolok ukur kelestarian telekom 2023.