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As unidades de rádio remotas, ou RRU, atuam como elos essenciais que conectam o processamento digital de banda base com transmissões reais de radiofrequência em Redes de Acesso a Rádio. Estes dispositivos tomam sinais digitais da unidade de banda base e transformam-nos em ondas de RF que podem viajar pelo ar. Também funcionam ao contrário para os sinais que vêm dos telefones dos utilizadores. Quando colocadas perto das antenas, as RRU reduzem as perdas do alimentador em cerca de 4 dB a cada 100 metros a frequências em torno de 2,6 GHz. De acordo com algumas pesquisas da Ponemon em 2023, este posicionamento aumenta a qualidade do sinal em cerca de 22% em comparação com configurações onde tudo é centralizado. Os principais fabricantes construem agora conversores DAC/ADC sofisticados diretamente em suas RRUs, juntamente com bons sistemas de filtragem. Isto permite-lhes lidar com várias faixas de frequência simultaneamente, mantendo a latência abaixo de 70 nanossegundos, o que é muito importante para as aplicações 5G rápidas que todos queremos.
As estações de base modernas são constituídas por três elementos principais:
Esta arquitetura distribuída reduz o consumo de energia em 1835% em comparação com as estações macro tradicionais, conforme documentado nos testes de eficiência energética da RAN 2024. O gabinete pronto para uso exterior do RRU permite a implantação dentro de 1 5 metros de antenas, uma necessidade para frequências de onda milimétrica onde a atenuação atmosférica excede 15 dB/km.
A desagregação BBU-RRU representa uma mudança fundamental em relação às estações de base integradas, permitindo:
| Configuração | Latência | Flexibilidade de desdobramento | Custo de atualização |
|---|---|---|---|
| Macro tradicional | 812 ms | Baixa | Alto |
| RAN distribuída | 2 4 ms | Alto | 4060% Baixo |
Ao centralizar as BBUs em instalações seguras, enquanto distribuem as RRU em todos os locais da torre, os operadores conseguem atualizações de campo 92% mais rápidas através da reconfiguração de rádio definida por software. As recentes implementações da C-RAN demonstram como esta separação suporta o equilíbrio de carga dinâmica em 64256 RRU por pool de BBU, otimizando a eficiência espectral para implantações urbanas de alta densidade.
As unidades de rádio remotas ou RRUs lidam com ambos os sentidos do processamento de sinal, o que é bastante importante para o funcionamento dos sistemas modernos de RAN atualmente. Ao enviar dados da rede para baixo, essas unidades recebem os sinais digitais provenientes do BBU e os transformam em ondas de rádio reais por meio de métodos sofisticados de modulação. E ao receber dados de volta, elas basicamente invertem esse processo, captando os sinais de frequência de rádio e convertendo-os novamente para formato digital, para que o BBU possa interpretá-los. O fato de as RRUs conseguirem operar em ambas as direções simultaneamente permite velocidades de comunicação extremamente altas, com quase nenhum atraso. As taxas de erro também permanecem muito baixas, cerca de 0,001% ou melhores na maioria das configurações 5G. Isso ajuda a manter tudo sincronizado, mesmo quando há literalmente milhares de dispositivos conectados ao mesmo tempo, sem causar interrupções significativas na qualidade do serviço.
O front-end de RF da RRU depende de quatro componentes principais:
Esses componentes trabalham em conjunto para alcançar eficiências espectrais de até 8,2 bps/Hz nas atuais implantações de RAN multi-tecnologia, superando sistemas legados em 37% nos testes de vazão no mundo real.
As RRU modernas integram PA de alta eficiência (eficiência de conversão DC-RF de 90–94%) e LNA ultra-sensíveis (figuras de ruído <1,2 dB) para atender aos rigorosos orçamentos de enlace do 5G. Essa combinação suporta:
Inovações em gerenciamento térmico, como resfriamento líquido e materiais de mudança de fase, garantem operação estável em temperaturas ambientes que variam de -40°C a +55°C.
As Unidades de Rádio Remotas que chamamos de RRUs tornam basicamente as arquiteturas RAN mais flexíveis, pois separam as funções de rádio do local onde ocorre o processamento de banda base. Ao analisar sistemas RAN Distribuídos, essas unidades ficam diretamente ao lado das antenas nos sites celulares, o que ajuda a manter os sinais analógicos fortes, em vez de enfraquecê-los ao percorrerem cabos coaxiais. Para configurações RAN Centralizadas, as RRUs ainda permanecem próximas às antenas, mas agora se conectam por meio de linhas de fibra óptica a unidades de processamento central. Essa configuração pode reduzir os requisitos de espaço físico nos sites em cerca de 40 por cento, segundo alguns relatórios do setor do ano passado. Seja em configurações D-RAN ou C-RAN, essas unidades remotas desempenham um papel fundamental na manutenção da boa qualidade do sinal, ao mesmo tempo que tornam as redes adaptáveis o suficiente para lidar com quaisquer mudanças futuras.
Quando as unidades de rádio remotas são posicionadas próximas às antenas, as perdas nas linhas de alimentação diminuem cerca de 90% em comparação com configurações mais antigas, o que faz uma grande diferença na eficiência energética geral. Os cabos mais curtos também significam menos potência de RF desperdiçada. Em vez de perder de 15 a 20% da energia total através desses longos trechos, agora temos menos de 5% de perda, especialmente ao trabalhar com sinais de alta frequência. Outro benefício é a redução nos requisitos de refrigeração, já que essas RRUs funcionam bem ao ar livre sem necessidade de invólucros sofisticados com controle de temperatura. Engenheiros de campo relataram que essa configuração reduz consideravelmente os problemas de manutenção durante os meses quentes de verão, quando os sistemas de ar condicionado teriam dificuldade em acompanhar a demanda.
As unidades de rádio remotas (RRUs) atuais funcionam bem com configurações nativas da nuvem graças a padrões como o eCPRI. Isso torna possível agrupar recursos dinamicamente em redes de diferentes fornecedores. A natureza modular dessas unidades permite que os operadores aumentem a capacidade progressivamente sem precisar modificar as estruturas das torres, algo realmente importante ao expandir as capacidades mMIMO 5G e implementar agregação de operadoras. Analisando soluções de RAN virtualizada ou vRAN que incorporam RRUs, testes do setor mostram que elas implantam serviços cerca de 30 por cento mais rápido do que os sistemas antigos faziam no passado.
As mais recentes Unidades de Rádio Remota oferecem cerca de 30% de eficiência de espectro melhor em comparação com sistemas mais antigos porque funcionam em frequências que vão de 600 MHz até 6 GHz. Esta ampla gama significa que os operadores de rede podem continuar a utilizar o que já têm em termos de recursos de espectro à medida que avançam para a tecnologia 5G New Radio. Com RRU de banda larga, várias bandas de frequência separadas são combinadas em uma peça de hardware. Isso reduz a expansão de equipamentos em locais de células e economiza cerca de 19% no consumo de energia por setor de acordo com uma pesquisa recente publicada no Wireless Infrastructure Journal no ano passado.
As principais RRU processam agora sinais GSM (2G), UMTS (3G), LTE (4G) e 5G NR simultaneamente através de arquiteturas de rádio definidas por software (SDR). Esta compatibilidade com as versões anteriores elimina a necessidade de cadeias de rádio paralelas, conforme mostrado no quadro abaixo:
| Faixa de frequência | Tecnologia de apoio | Caso de utilização |
|---|---|---|
| 700900 MHz | LTE, 5G NR | Cobertura Rural |
| 1,8 2,1 GHz | GSM, UMTS | Serviços de voz urbana |
| 3,4 3,8 GHz | 5G NR | Pontos de acesso à capacidade |
Os projectos modulares de RRU permitem aos operadores activar novas bandas de frequência através de actualizações remotas de software, reduzindo em 62% as visitas às torres ( Enquete sobre os operadores de redes móveis 2024 )). As capacidades de partilha de espectro entre operadores nos modelos recentes permitem uma alocação dinâmica de bandas subutilizadas, acelerando a implantação do 5G em 89% em ambientes com vários operadores.
As mais recentes Unidades Remotas de Rádio (RRUs) tornam o Massive MIMO possível por meio da tecnologia integrada de formação adaptativa de feixos e configurações múltiplas de antenas. Essas unidades funcionam com grandes matrizes de 64 transmissões e 64 recepções para direcionar os sinais exatamente onde precisam chegar, aumentando a quantidade de dados que podem ser transmitidos no mesmo espaço de frequência em comparação com equipamentos mais antigos. Alguns testes realizados no ano passado também mostraram algo bastante impressionante. Redes que utilizaram essas RRUs avançadas com oito camadas de separação de sinais alcançaram velocidades em torno de 3,8 gigabits por segundo em ambientes urbanos muito lotados. Esse tipo de desempenho faz uma grande diferença ao tentar manter todos conectados sem lentidão durante os horários de pico.
As unidades de formação de feixe ou BFUs trabalham em conjunto com deslocadores de fase e amplificadores de potência dentro das unidades remotas de rádio (RRUs) para direcionar sinais com uma precisão de cerca de mais ou menos 2 graus nas frequências de onda milimétrica 5G. Conseguir esse nível de controle faz uma grande diferença – operadoras relatam cerca de 65 por cento menos interferência quando múltiplos provedores de serviço compartilham a mesma área, enquanto a cobertura da célula se expande aproximadamente 18 por cento além do anterior. Olhando para o futuro, novas RRUs estão sendo projetadas com módulos de antena integrados que reúnem todos esses componentes em uma única unidade compacta externa. Essa integração reduz significativamente os custos de instalação, economizando às empresas cerca de 40 por cento em comparação com os sistemas tradicionais, nos quais tudo tinha que ser instalado separadamente. O setor está claramente avançando em direção a essas soluções consolidadas, pois oferecem benefícios de desempenho e economias substanciais de custos.
RRUs externos dissipam até 300 W durante operações MIMO ativas, exigindo chassis com refrigeração líquida e sistemas de fluxo de ar controlados por IA para manter as temperaturas abaixo de 45 °C. Modelos avançados alcançam 94% de eficiência energética utilizando amplificadores de potência de nitreto de gálio (GaN) e regulação de tensão adaptativa à carga, reduzindo o OPEX anual em 7.200 dólares por unidade, segundo os critérios de sustentabilidade das telecomunicações de 2023.
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