FTTA - Fiber To The Antenna

September 22, 2017
آخرین اخبار شرکت FTTA - Fiber To The Antenna

امروزه کاربران دستگاه‌های تلفن همراه به اتصالات بی‌سیم برای ارتباطات صوتی، داده و حتی ویدئویی خود متکی هستند. حتی خانه‌ها و مشاغل نیز ممکن است به بی‌سیم متکی باشند، به‌ویژه کسانی که در مناطق شهری یا حومه شهر که توسط FTTH (فیبر به خانه) یا FTTC (فیبر به حاشیه خیابان) سرویس‌دهی نمی‌شوند. برخی از ما در این تجارت اکنون از اصطلاح FTTW برای فیبر به بی‌سیم استفاده می‌کنیم، زیرا بی‌سیم به فیبر برای ستون فقرات ارتباطات و به‌طور فزاینده‌ای اتصال به آنتن‌های بی‌سیم، صرف‌نظر از انواع بی‌سیمی که استفاده می‌کنیم، وابسته است.

بی‌سیم کاملاً بی‌سیم نیست. ساده‌ترین راه برای درک بی‌سیم این است که آن را به‌عنوان پیوندی در نظر بگیرید که جایگزین کابلی می‌شود که تلفن همراه یا بی‌سیم شما را به سیستم تلفن یا کابل پچ متصل می‌کند که رایانه یا سایر دستگاه‌های اینترنتی قابل حمل شما را به شبکه متصل می‌کند. برای درک بی‌سیم، لازم است به چندین نوع مختلف و منحصربه‌فرد از سیستم‌های بی‌سیم، از جمله تلفن‌های بی‌سیم تلفن همراه، کابل‌کشی بی‌سیم در محل، پیوندهای بی‌سیم شهری یا خصوصی و حتی برخی از پیوندهای کوتاه مسافت که برای اتصالات جانبی رایانه استفاده می‌شوند، نگاهی بیندازیم.

این صفحه FOA بر فیبر به آنتن متمرکز است، که در درجه اول به دکل‌های تلفن همراه، اما همچنین آنتن‌های نصب شده بر روی پشت‌بام‌ها، سلول‌های کوچک و سیستم‌های آنتن توزیع‌شده (DAS) نگاه می‌کند. به دلیل تنوع آن، DAS با جزئیات بیشتر در یک صفحه جداگانه پوشش داده خواهد شد.

دلیل استفاده از فیبر برای اتصال دکل‌ها و سپس رفتن به بالای دکل برای اتصال آنتن‌ها، تمایل سیری‌ناپذیر مصرف‌کنندگان به پهنای باند است. برای تطبیق پهنای باند بیشتر در سیستم‌های تلفن همراه، پروتکل‌های جدید تلفن همراه در حال استفاده هستند (4G، LTE و هر آنچه که بعداً می‌آید) اما به آنتن‌های بیشتری نیز برای پشتیبانی از فرکانس‌های بیشتر نیاز است. بنابراین دکل‌های تلفن همراه که زمانی 3 آنتن برای پوشش داشتند، ممکن است دو دوجین آنتن داشته باشند.

افزایش تقاضا برای پهنای باند تلفن همراه برای پشتیبانی از استفاده سریع داده‌ها از تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها، نیاز به ارتقای دکل‌ها دارد – پهنای باند بیشتر به معنای آنتن‌های بیشتر است. آنتن‌های بیشتر به معنای کابل‌های بیشتر در بالای دکل‌ها است. اگر این کابل‌ها کواکسیال باشند، به معنای وزن و مقاومت در برابر باد بیشتر است، شاید بیشتر از آنچه دکل برای آن طراحی شده است. و سیگنال‌های RF (فرکانس رادیویی) برای انتقال به بالای دکل به قدرت زیادی نیاز دارند، زیرا کابل کواکسیال سیگنال‌ها را در فرکانس‌های بالا تضعیف می‌کند.

دکل‌های تلفن همراه امروزی در حال اصلاح هستند تا کابل‌های کواکسیال مسی قدیمی را با کابل‌های فیبر نوری جایگزین کنند تا وزن و هزینه را کاهش دهند. مانند سایر کاربردهای فیبر، اندازه کوچک و وزن سبک به یک کابل فیبر (که اغلب شامل هادی‌های برق نیز می‌شود) اجازه می‌دهد تا جایگزین بسیاری از کابل‌های کواکسیال شود. این نمودار نشان می‌دهد که یک دکل تلفن همراه فعلی چگونه به نظر می‌رسد. این نمودار برای یک نمای سریع بیش از حد پیچیده است، بنابراین ما بر روی مناطق مختلف دکل تمرکز خواهیم کرد تا نشان دهیم که چگونه از فیبر استفاده می‌شود، سپس به مسائل مربوط به نصب و آزمایش خواهیم پرداخت.

بی‌سیم تلفن همراه

سیستم‌های تلفن همراه در بازار مخابرات غالب شده‌اند. کشورهایی که یک قرن سیستم‌های تلفن ثابت گسترده‌ای داشته‌اند، در حال حاضر تلفن‌های همراه بیشتری نسبت به خطوط ثابت دارند. کشورهایی که شبکه‌های تلفن مبتنی بر خطوط ثابت را توسعه نداده‌اند، به‌طور کامل از آن‌ها صرف‌نظر کرده و مستقیماً به بی‌سیم تلفن همراه رفته‌اند که در آن نرخ پذیرش بسیار بالا بوده است.

در حالی که بی‌سیم تلفن همراه به‌عنوان یک شبکه صوتی شروع به کار کرد، پیام‌رسانی متنی بسیار محبوب شد و برای اکثر کاربران از صدا پیشی گرفت. تلفن‌های هوشمند اینترنت را به تلفن آوردند و به زودی داده‌ها به بزرگترین تولیدکننده ترافیک برای شبکه‌های تلفن همراه تبدیل شدند. در 3.5 سال اول آیفون، AT&T ادعا کرد که ترافیک داده آن‌ها 8000٪ - 80 برابر افزایش یافته است! اکنون ویدئو به همین دستگاه‌ها می‌آید و نرخ رشد سریع‌تری را برای ترافیک شبکه تلفن همراه ایجاد می‌کند.

برای تطبیق با این سطح ترافیک، بی‌سیم به سیستم‌های جدید با طیف فرکانس رادیویی بیشتری نیاز دارد. سیستم‌های فعلی (CDMA برای برخی از سیستم‌ها، در ایالات متحده، GSM برای بقیه ایالات متحده و جهان) در حال تکامل به نسل‌های جدیدی از سیستم‌ها (4G، LTE) هستند که پهنای باند داده بیشتری دارند. تقریباً از همان ابتدا، دکل‌های تلفن همراه به شبکه‌های مخابراتی از طریق فیبر نوری متصل می‌شدند، درست مانند هر اتصال دیگری. دکل‌های بی‌سیم در پایه خود کلبه‌های کوچکی دارند که به ستون فقرات فیبر متصل می‌شوند که دکل‌ها را به شرکت‌های تلفن مختلف متصل می‌کند. با افزایش ترافیک، دکل‌ها به آنتن‌های بیشتری نیاز دارند. به جای 3-4 آنتن روی یک دکل، اکنون ده‌ها آنتن دیده می‌شود، بنابراین دکل‌ها و ساختمان‌ها اکنون این‌گونه به نظر می‌رسند:

یا روی ساختمان‌ها.

تمام این آنتن‌ها روی یک دکل یا کنار یک ساختمان مشکل دیگری ایجاد کرده‌اند. در گذشته، هر آنتن توسط یک کابل کواکسیال بزرگ (~2 اینچ، 50 میلی‌متر) متصل می‌شد که هم سیگنال و هم برق را به آنتن منتقل می‌کرد. اما با وجود تمام این آنتن‌ها، اندازه، وزن و حتی مقاومت در برابر باد این کابل‌ها به یک مشکل بزرگ تبدیل شده است، همان‌طور که هزینه نیز همین‌طور است. این دکل‌ها که برای افزودن آنتن‌های زیاد ارتقا یافته‌اند، مشکل را با این کابل‌های کواکسیال بزرگ نشان می‌دهند.

این یک کاربرد دیگر است که در آن کابل مسی با فیبر نوری جایگزین می‌شود. یک کابل فیبر کوچک می‌تواند جایگزین تمام آن کابل‌های کواکسیال شود و یک کابل برق جداگانه برای درایورهای روی آنتن‌ها استفاده می‌شود. این برنامه‌ها بیشتر از مجموعه‌های کابل پیش‌ساخته استفاده می‌کنند، زیرا ایجاد ترمینال در بالای دکل، حداقل دشوار است. برخی از برنامه‌ها از پیش‌ساخته در بالای دکل و ترمینال معمولی در پایه استفاده می‌کنند. بسیاری از این سیستم‌ها از فیبر چند حالته استفاده می‌کنند زیرا فواصل بسیار کوتاه است و فرستنده‌ها و گیرنده‌ها برای فیبر MM بسیار ارزان‌تر هستند.

در زیر عکس‌هایی از Corning وجود دارد که یک سر انتهایی آنتن از راه دور و آنتن و ترمینال فیبر را که به آنتن‌ها سرویس می‌دهد، نشان می‌دهد. به استفاده از یک سیستم کابل پیش‌ساخته در بالای دکل توجه کنید که نصب را بسیار آسان‌تر می‌کند. برخی از نصب‌ها از یک کابل کامپوزیت استفاده می‌کنند که شامل هادی‌های فیبر و برق می‌شود، بنابراین فقط یک کابل باید در بالای دکل نصب شود.

بسیاری از دکل‌های تلفن همراه به‌طور مستقل متعلق به خود هستند و فضا برای آنتن‌ها به ارائه‌دهندگان خدمات اجاره داده می‌شود. نصب فیبر به دکل‌ها و فیبر تا آنتن‌ها به‌طور کلی توسط پیمانکاران مستقلی انجام می‌شود که در این نوع کار تخصص دارند.