ФТТА - Волокно к антенне

September 22, 2017
последние новости компании о ФТТА - Волокно к антенне

Сегодняшние пользователи мобильных устройств зависят от беспроводных соединений для голосовой связи, передачи данных и даже видеосвязи. Даже дома и предприятия могут зависеть от беспроводной связи, особенно те, кто не находится в городских или пригородных районах, обслуживаемых FTTH (волокно до дома) или FTTC (волокно до бордюра). Некоторые из нас в бизнесе сейчас используют термин FTTW для волокна до беспроводной связи, поскольку беспроводная связь зависит от волокна для магистрали связи и все чаще от подключения к беспроводным антеннам, независимо от того, какие виды беспроводной связи мы используем.

Беспроводная связь не полностью беспроводная. Самый простой способ понять беспроводную связь - это представить ее как звено, которое заменяет кабель, соединяющий ваш сотовый или беспроводной телефон с телефонной системой, или патч-корд, который соединяет ваш компьютер или другое портативное интернет-устройство с сетью. Чтобы понять беспроводную связь, необходимо рассмотреть несколько различных и уникальных типов беспроводных систем, включая сотовые беспроводные телефоны, беспроводную кабельную систему в помещениях, муниципальные или частные беспроводные каналы и даже некоторые каналы малой дальности, используемые для подключения компьютерной периферии.

Эта страница FOA посвящена волокну до антенны, в основном рассматривая вышки сотовой связи, но также антенны, установленные на крышах, малые ячейки и распределенные антенные системы (DAS). Из-за своего разнообразия DAS будет рассмотрена на отдельной странице более подробно.

Причина, по которой волокно используется для подключения вышек, а затем поднимается на вышку для подключения антенн, - это ненасытное желание потребителей к пропускной способности. Чтобы обеспечить большую пропускную способность в сотовых системах, используются новые сотовые протоколы (4G, LTE и то, что будет дальше), но также необходимо больше антенн для поддержки большего количества частот. Таким образом, вышки сотовой связи, которые когда-то имели 3 антенны для покрытия, могут иметь два десятка антенн.

Повышенный спрос на пропускную способность сотовой связи для поддержки быстро растущего использования данных со смартфонов и планшетов требует модернизации вышек – большая пропускная способность означает больше антенн. Больше антенн означает больше кабелей на вышках. Если эти кабели коаксиальные, это означает больший вес и сопротивление ветру, возможно, больше, чем было рассчитано для вышки. А радиочастотные (РЧ) сигналы требуют много энергии для передачи на вышку, так как коаксиальный кабель ослабляет сигналы на высоких частотах.

Сегодняшние вышки сотовой связи модифицируются для замены старых медных коаксиальных кабелей оптоволоконными кабелями для уменьшения веса и стоимости. Как и в других областях применения волокна, небольшой размер и легкий вес позволяют одному волоконному кабелю (который часто включает также проводники питания) заменить много коаксиальных кабелей. На этой схеме показано, как выглядит современная вышка сотовой связи. Схема слишком сложна для быстрого просмотра, поэтому мы сосредоточимся на различных областях вышки, чтобы показать, как используется волокно, а затем перейдем к вопросам установки и тестирования.

Сотовая беспроводная связь

Системы сотовой связи выросли, чтобы доминировать на телекоммуникационном рынке. Страны, которые имели обширные стационарные телефонные системы в течение столетия, теперь уже имеют больше сотовых телефонов, чем стационарных линий. Страны, которые не развивали телефонные сети на базе стационарных линий, полностью пропустили их и перешли непосредственно к сотовой беспроводной связи, где показатели внедрения были чрезвычайно высокими.

В то время как сотовая беспроводная связь начиналась как голосовая сеть, текстовые сообщения стали очень популярными, затмевая голос для большинства пользователей. Смартфоны принесли Интернет на телефон, и вскоре данные стали крупнейшим генератором трафика для сотовых сетей. За первые 3,5 года iPhone компания AT&T заявила, что их трафик данных вырос на 8000% - в 80 раз! Теперь видео приходит на эти же устройства, создавая еще более быстрый рост трафика сотовой сети.

Чтобы обеспечить этот уровень трафика, беспроводной связи нужны новые системы с большим спектром радиочастот. Текущие системы (CDMA для некоторых систем, в США, GSM для остальной части США и мира) развиваются в новые поколения систем (4G, LTE), которые имеют большую пропускную способность данных. Почти с самого начала вышки сотовой связи были подключены к телекоммуникационным сетям по оптоволокну, как и любое другое соединение. Беспроводные вышки имеют небольшие хижины у основания, которые подключаются к оптоволоконным магистралям, соединяющим вышки с различными телефонными компаниями. По мере роста трафика вышкам требуется больше антенн. Вместо 3-4 антенн на вышке теперь можно увидеть десятки, поэтому вышки и здания теперь выглядят так:

или на зданиях.

Все эти антенны на вышке или на стороне здания создали еще одну проблему. В прошлом каждая антенна была подключена большим (~2", 50 мм) коаксиальным кабелем, который передает как сигнал, так и питание на антенну. Но со всеми этими антеннами размер, вес и даже сопротивление ветру этих кабелей стали большой проблемой, как и стоимость. Эти вышки, которые были модернизированы для добавления многих антенн, показывают проблему с этими большими коаксиальными кабелями.

Это еще одно применение, где медный кабель заменяется оптическим волокном. Один небольшой волоконный кабель может заменить все эти коаксиальные кабели, а отдельный кабель питания используется для драйверов на антеннах. В этих приложениях в основном используются сборные кабельные сборки, так как выполнение оконечных устройств на вершине вышки, мягко говоря, затруднительно. В некоторых приложениях используется сборка на вершине вышки и обычная оконечная обработка у основания. Многие из этих систем используют многомодовое волокно, потому что расстояния очень короткие, а приемопередатчики намного дешевле для MM-волокна.

Ниже приведены фотографии от Corning, показывающие удаленную головку антенны и антенну, а также волоконный терминал, обслуживающий антенны. Обратите внимание на использование сборной кабельной системы на вершине вышки, что значительно упрощает установку. В некоторых установках используется композитный кабель, который включает в себя как волоконные, так и силовые проводники, поэтому на вышку необходимо установить только один кабель.

Многие вышки сотовой связи находятся в частной собственности, и место для антенн сдается в аренду поставщикам услуг. Установка волокна на вышки и волокна до антенн обычно выполняется независимыми подрядчиками, специализирующимися на такого рода работах.