در عصر 5G، فضاهای داخلی اصلی ترین محل وقوع سناریوهای کاربردی مختلف است. نحوه دستیابی به پوشش کارآمد، اقتصادی و باکیفیت شبکه های 5G داخلی به یکی از نگران کننده ترین مسائل برای اپراتورها تبدیل شده است. راه حل های پوشش داخلی موجود عمدتاً شامل سه روش ساخت و ساز است: فضای داخلی پوشیده شده در فضای باز، DAS غیرفعال سنتی و فضای داخلی دیجیتال جدید. راهحلهای مختلف هنگام تبدیل به 5G با چالشهای متفاوتی روبرو هستند.
ایستگاه های پایه در فضای باز فضای داخلی را پوشش می دهند
ایستگاههای پایه در فضای باز که پوشش داخلی را در نظر میگیرند مزایای ساخت سریع شبکه و هزینههای سرمایهگذاری پایین را دارند و در مراحل اولیه ساخت شبکه به شکل رایجتری از پوشش داخلی تبدیل شدهاند. پوشش بیرونی در داخل ساختمان عمدتاً برای ساختمان های تک با مناطق کوچک یک طبقه و مصالح ساختمانی که به راحتی توسط سیگنال های بی سیم نفوذ می کنند مناسب است. و عوامل زیادی وجود دارد که کیفیت پوشش را محدود می کند، از جمله مصالح ساختمانی، سازه های ساختمانی، فرکانس، ظرفیت مورد نیاز و غیره، که برآوردن نیازهای پوشش عمیق ساختمان های بزرگ را دشوار می کند.
پوشش فضای باز و پوشش داخلی با چالش های جدیدی در تکامل به سمت 5G روبرو هستند:
(1) پوشش عمق داخلی باند فرکانس 5G دشوار است
5G از طیف بالاتری برای به دست آوردن منابع باند فرکانس وسیع تری استفاده می کند. با این حال، ویژگی های انتشار سیگنال های بی سیم این است که هر چه فرکانس بیشتر باشد، تلفات فضایی انتشار در فضا بیشتر و افت نفوذ مصالح ساختمانی نفوذ پذیر بیشتر است، که تأثیر آن بر تأسیسات عمیق داخلی را تحت تأثیر قرار می دهد. توانایی پوشش با توجه به محاسبه مدل انتشار، در همان فاصله: از دست دادن مسیر 2.6GH حدود 45dB بیشتر از 18GHz است. افت مسیر 35 گیگاهرتز حدود 25 دسی بل بیشتر از 2.6 گیگاهرتز است.
(2) برای ایستگاه های ماکرو 5G دشوار است که برای ساختمان های بلند در منطقه جیچنگ پوشش دهند.
پیکربندی پرتو SSB ایستگاه ماکرو 5G اساساً پوشش پایه 5G NR را تعیین می کند. پرتوهای افقی 7/8 در حال حاضر معمولاً از راه حل های پیکربندی چند پرتوی SSB استفاده می شود. مزیت آن این است که پرتوهای باریک متمرکز بر انرژی افقی و اسکن و انتقال چند پرتو در جهت افقی می تواند عملکرد پوشش بهینه را در جهت افقی تضمین کند که اساساً معادل پوشش کانال تجاری PDSCH باریکه با شکل دهی پرتو است. حل مشکل. این مشکل 4G LTE Massive MIMO تک پرتوی پخش کانال پخش ضعیف تر از کانال تجاری را حل می کند. با این حال، این راه حل دارای محدودیت هایی است: از تمام تعداد پرتوهای مشخص شده در قرارداد استفاده می کند، فضای بهینه سازی بعدی را در یک زمان مصرف می کند، و دارای پوشش سه بعدی ضعیف سه بعدی در فضاهای بلند است که عملکرد پوشش داخلی را محدود می کند. ساختمان های بلند
DAS غیرفعال سنتی
DAS غیرفعال سنتی از اجزای غیرفعال مانند سوئیچها، تقسیمکنندههای برق و ترکیبکنندهها برای تقسیم و انتقال سیگنالهای فرکانس رادیویی RRU استفاده میکند و سیگنالها را تا حد امکان به طور یکنواخت از طریق فیدرها به هر دستگاهی که به صورت پراکنده در مناطق مختلف ساختمان نصب شده است، توزیع میکند. روی یک آنتن برای رسیدن به توزیع یکنواخت سیگنال های داخلی.
زیرسیستم اتاق DAS منفعل بازار موجود و بلوغ تکنولوژیکی بالایی دارد. معرفی اشتراک چند فرکانس، چند استاندارد و چند اپراتور از طریق روش ترکیبی آسان است. نحوه استفاده مجدد از DAS موجود در عصر 5G برای محافظت از سرمایه گذاری و استفاده از آن در سناریوهای پوشش با ظرفیت کم و متوسط هنوز یک نگرانی کلیدی برای اپراتورها است.
DAS غیرفعال سنتی هنگام تکامل به سمت 5G با چالش های جدیدی روبرو می شود.
(1) DAS برای برآوردن نیازهای ظرفیت بیشتر 5G از طریق تبدیل چند کاناله دشوار است
به منظور برآورده کردن نیازهای ظرفیت بزرگتر 5G، راه حل سنتی تبدیل سیستم DAS نیازمند افزودن کانال های بیشتری به سیستم DAS موجود برای دستیابی به گسترش تدریجی ظرفیت شبکه است. با این حال، در فرآیند ساخت و ساز واقعی، اول از همه، به دلیل تعداد زیاد انواع گره ها و دستگاه ها در سیستم DAS، هر کانال جدید افزایش قابل توجهی در هزینه و حجم ساخت و ساز مهندسی به همراه خواهد داشت. در مرحله دوم، در راه حل سنتی DAS، برای اطمینان از عملکرد MIMO، هر کانال باید تا حد امکان متعادل باشد. این امر دشواری تبدیل SG سیستم DAS را بیشتر کرد. تحول نهایی مستلزم هماهنگی تعداد زیادی از منابع سایت و ارتباط ملک کانال سیم کشی بود که بسیار دشوار بود. به دلیل دلایل بالا، استقرار یک سیستم DAS چند کاناله که نیازهای ظرفیت 5G را برآورده کند، بسیار دشوار است.
(2) بهره مندی از باندهای فرکانس 5G از سیستم های DAS موجود دشوار است
اجزای غیرفعال DAS مانند تقسیمکنندههای قدرت، ترکیبکنندهها و آنتنهای ترکیبکننده در شبکههای موجود در باند فرکانس 800M-2.7GHz کار میکنند و فقط میتوانند از باند فرکانسی sub3G پشتیبانی کنند و نمیتوانند از استقرار باندهای فرکانس بالاتر sub6G پشتیبانی کنند.
علاوه بر غلبه بر تلفات فضایی بیشتر و افت نفوذ پارتیشن داخلی، انتشار سیگنالهای فرکانس بالا 5G در داخل ساختمان نیز باید با تلفات انتقال تغذیهکننده بیشتر همراه شود. به عنوان مثال، از دست دادن 1/2 اینچ فیدر در هر 100 متر در باند فرکانس 3.5G به بیش از 15dB می رسد. در مقایسه با 1.8Ghz، که 6dB بالاتر است، دستیابی به اثر پوشش مشابه با ترکیب مستقیم 4G و 5G دشوار است. فرکانس های بالا
توزیع اتاق دیجیتال جدید
توزیع دیجیتال داخلی جدید معماری سه سطحی واحد باند پایه، واحد همگرایی و واحد فرکانس رادیویی را اتخاذ می کند: واحد بیس باند پشته پروتکل استانداردهای بی سیم مختلف را اجرا می کند که استانداردهای بی سیم متعدد را پوشش می دهد. واحد همگرایی از طریق رابط CPRI به واحد باند پایه متصل می شود تا داده های Q را به انتهای راه دور توزیع کند. واحد فرکانس رادیویی نیز POE را ارائه می دهدمنبع تغذیه واحد فرکانس رادیویی واحد فرکانس رادیویی از یک Pico RRU برای پشتیبانی از چند فرکانس و چند حالت استفاده می کند. قدرت انتقال در سطح میلی وات است و می تواند در نزدیکی کاربر نصب شود.
سیستم توزیع اتاق دیجیتال جدید بسیاری از مزایای زیر را دارد که آن را به راه حل ترجیحی برای مناطق با ارزش بالا با ظرفیت زیاد و تجربه عالی تبدیل می کند:
(1) استقرار کابل های شبکه به جای فیدر آسان است.
(2) Pico RRU چند فرکانس و چند حالت را ادغام می کند، از فناوری MIMO درجه بالا پشتیبانی می کند و ظرفیت زیادی دارد.
(3) به طور انعطاف پذیر ظرفیت سلول را از طریق پیکربندی نرم افزار تنظیم کنید.
(4) کل پیوند قابل نظارت است و می توان به موقع به خطاها پاسخ داد.
دیجیتالی شدن راه حل های توزیع اتاق یک روند به سمت تکامل 5G است، اماهمچنین با چالش های بزرگتری مواجه است.
(1) عملکرد شبکه بالا
توزیع اتاق دیجیتال 5G نه تنها نیازهای خدمات 2C را برآورده می کند، بلکه در زمینه های کاربردی صنعتی نیز گسترش می یابد. برخی از کاربردهای صنعتی، مانند بینایی ماشین، نیازمندی های بالایی برای سرعت لینک تک کاربره و ظرفیت لینک بالا و پایین در واحد سطح دارند. آنها همچنین دارای الزامات قابلیت اطمینان بالای 99.999٪ هستند که چالش های جدیدی در قابلیت شبکه به همراه دارد.
(2) هزینه سرمایه گذاری بالا
فناوری 5G از پهنای باند بزرگتر و کانال های فرستنده گیرنده بیشتر استفاده می کند. به منظور ارائه تجربه نرخ بالاتر، 4T4R به پیکربندی استاندارد پوشش داخلی 5G تبدیل شده است. علاوه بر این، اپراتورها امیدوارند که به منظور استفاده کامل از منابع طیف گرانبها از نقاط فرکانس بیشتر و استانداردهای بیسیم بیشتری مانند NR+LTE+UMTS/GSM پشتیبانی کنند، این الزامات چالشهای بیشتری را برای هزینه تجهیزات توزیع داخلی دیجیتال جدید ایجاد میکند. .
(3) پیچیدگی عملیات و تعمیر و نگهداری بالا
فعال بودن آنتن یکی از ویژگی های تقسیم اتاق دیجیتال است. Pico RRU بخش اتاق دیجیتال 5G دارای یکپارچگی بالاتر و قدرت انتقال بالاتر است. استقرار تعداد زیادی از دستگاه های فعال چالش های بیشتری را برای مدیریت مصرف انرژی تجهیزات به همراه دارد.
اگرچه دستگاه های فعال را می توان مدیریت و کنترل کرد، تعداد زیاد Pico RRU و استقرار پراکنده آنها پیچیدگی عملیات و نگهداری را افزایش می دهد. چگونه می توان مدیریت سایت های عظیم از راه دور را به طور موثر تحقق بخشید، چگونه می توان نظارت بر عملکرد شبکه و بهینه سازی منابع را به شیوه ای دقیق تر انجام داد، و چگونه مکان خاصی از تجهیزات معیوب را به سرعت پیدا کرد، که چالش های بالاتری را برای بهره برداری و نگهداری ایجاد می کند.
(4) قابلیت های عملیاتی بالا
توزیع دیجیتال داخلی با فناوری 5G ترکیب می شود تا یک شبکه بی سیم داخلی با کارایی بالا ایجاد کند. با این حال، در مواجهه با نیازهای متنوع کسب و کار 5G، نحوه بهره برداری از پتانسیل شبکه، قابلیت های شبکه باز و گسترش خدمات جدید چالش هایی هستند که عملیات شبکه داخلی 5G باید با آن مواجه شود.
توصیه های اصولی استقرار پوشش داخلی 5G
استقرار پوشش داخلی 5G باید به طور جامع بر اساس نیازها و اهداف تجاری، ویژگی های سناریو، قابلیت های پوشش ایستگاه پایه، دشواری اجرای پروژه، هزینه های ساخت و ساز و سایر عوامل در نظر گرفته شود و روش ساخت پوشش داخلی باید به طور منطقی انتخاب شود و استقرار شبکه زیر انجام شود. اصول باید در نظر گرفته شود.
(1) اصول شبکه های سلسله مراتبی چند فرکانس:
منابع فرکانس 5G غنی هستند و باندهای فرکانسی زیر 6Gh2 و باندهای فرکانس موج میلی متری را پوشش می دهند. باندهای فرکانسی مختلف ویژگیهای انتشار متفاوت و ظرفیتهای پهنای باند متفاوتی دارند که تأثیر بیشتری بر هزینههای ساخت شبکه دارند. توصیه می شود برای پوشش IoT و ظرفیت پایه از فرکانس های زیر 3GH و برای پوشش با ظرفیت بالای 5G از باند C و موج میلی متری استفاده شود.
(2) اصول ساخت شبکه مشترک داخلی و خارجی:
در استقرار شبکه های 5G، حداکثر قابلیت های ایستگاه های ماکرو در فضای باز باید به طور کامل برای دستیابی به پوشش 5G داخلی کم عمق برای برخی ساختمان ها استفاده شود. برای ساختمان هایی که نیاز به پوشش عمیق دارند، روش های خاص ساخت اتاق اتخاذ می شود.
(3) اصول ساخت سناریو:
برای سناریوهای جدید توزیع داخلی: سناریوهای با ظرفیت و ارزش بالا باید بر ساخت سیستمهای توزیع دیجیتال داخلی جدید مجهز به قابلیتهای 4T4R تمرکز کنند. سناریوهای ظرفیت معمولی باید راه حل های مقرون به صرفه تری را در نظر بگیرند.
برای سناریوهای بازسازی توزیع داخلی: مناطق توزیع دیجیتال داخلی 4G جدید مستقر شده و ارتقا یافته و برای پشتیبانی از 5G تغییر شکل داده است. مناطق DAS مستقر شده اند. برای سناریوهای ظرفیت معمولی، 2.6GHzNR را می توان از طریق مقدار کمی تبدیل پشتیبانی کرد، اما تبدیل چند کاناله توصیه نمی شود.
اصل نمای مرحله ای: از مرحله اولیه ساخت شبکه 5G، استفاده از انواع روش های ساخت پوشش داخلی برای تسریع استقرار شبکه و انتقال تدریجی به هدف بلندمدت تکامل دیجیتال به توزیع داخلی
(4) اصل تنوع:
راه حل های متنوع پوشش داخلی را برای پاسخگویی به نیازهای سناریوهای مختلف اتخاذ کنید. . از یک طرف، راه حل های پوشش داخلی موجود را می توان برای افزایش قابلیت های تکاملی آنها بهینه کرد. از سوی دیگر، زنجیره صنعت را می توان به طور فعال برای کشف راه حل های پوشش داخلی جدید بررسی کرد.