FTTA – Fiber To The Antenna

FTTA – Pojęcie określające technologię dostępu do anten sieci radiowych, telekomunikacyjnych przy wykorzystaniu kabli z włóknem optycznym. Jest to rozwiązanie mające na celu sprostanie rosnącym wymaganiom sieci transmisji danych.

Postęp technologiczny w dzisiejszych czasach napędzany jest dostępem do informacji. Im szybciej tym lepiej. Im więcej tym lepiej. Sieci danych rozwijają się z zaskakującą prędkością. Pojawiają się nowe usługi, dyski zewnętrzne, filmoteki, telewizje HD, dane w chmurze. Telefonia komórkowa i mobilny dostęp do danych jest już stałym elementem naszego codziennego życia. Coraz częściej dostęp do danych zaczyna być potrzebny nie tylko dla stałych łączy internetowych. Żyjemy w świecie mobilnych technologii, dlaczego więc nie korzystać z wszystkich dobrodziejstw transmisji danych w ruchu – mobilnie. Możliwość ściągnięcia albumu muzycznego lub programu telewizyjnego i to w rozdzielczości HD w kilkanaście sekund i to na urządzenie przenośne, zaczyna być już standardem.

Szybki rozwój technologii i wzrost zapotrzebowania na dane, wymusza na producentach osprzętu i operatorach, stosowanie innowacyjnych technologii. Poczynając od lat dziewięćdziesiątych, rozwój bezprzewodowych sieci dostępowych następował od systemów GSM, poprzez UMTS, CDMA, i HSPA w stronę LTE (Long Term Evolution).

Równolegle rozwijała się technologia WiMAX (Worldwide interoperability for Mobile Access) (802.16d -> 802.16m). Wzrost zapotrzebowania na szybkość transferu danych, jak i zwiększenie częstotliwości nadawania z 850MHz-1900MHz dla GSM na częstotliwości do 3,5GHz, wymusza na operatorach zwiększenie ilości urządzeń nadawczych. Ze względu na zależność strat propagacji sygnału od wzrostu częstotliwości, nowe systemy wymagają gęstszej sieci komórek radiowych, aby zapewnić równorzędny dostęp do sieci. Konsekwencją tego jest wzrost ilości anten i stacji bazowych. Dla systemu WiMax zwiększenie gęstości nadajników jest jeszcze ważniejsze. Operatorzy są więc zmuszeni do tworzenia coraz gęstszej sieci w celu zagwarantowania usługi telefonii komórkowej o stałej jakości. Liczba anten będzie gwałtownie rosła, a dotychczas stosowane technologie wykorzystujące tzw. feedery i stacje bazowe przy każdej antenie, mogą okazać się nieopłacalne. Rozwiązaniem może być zastosowanie światłowodu, jako medium transmisyjnego do łączenia stacji bazowej z wieloma antenami, czyli technologia FTTA. Firma OPTOMER posiada w swojej ofercie odpowiednie produkty i rozwiązania niezbędne dla nowoczesnych sieci FTTA.

FTTA (Fiber To The Antenna) to nowoczesna technologia umożliwiająca realizację transmisji bezprzewodowej (WiMax, LTE ) poprzez połączenie światłowodem stacji bazowej z wyniesioną głowicą radiową RRH (Remote Radio Head) umiejscowioną w pobliżu anteny transmitującej sygnał bezprzewodowy. Celem zastosowania takiego rozwiązania jest wyeliminowanie kabli koncentrycznych, dotychczas stosowanych przy połączeniu stacji bazowej z anteną.

Dotychczas anteny musiały być połączone kablami koncentrycznymi z głowicą RRH ale zaczynają pojawiać się już rozwiązania w których światłowód podłączany jest bezpośrednio do urządzenia transmisyjnego – antenowego (antena z zaimplementowanym RRH).

W głowicy RRH sygnał optyczny przetwarzany jest na sygnał elektryczny wysokiej częstotliwości (od 2,1 GHz do 3,5 GHz), gotowy do wyemitowania przez antenę.

Przy technologii FTTA tylko na ostatnim fragmencie łączącym antenę transmisyjną z głowica radiową RRH wykorzystywane jest połączenie koncentryczne.

Zasilenie głowicy radiowej RRH światłowodem oferuje potencjalne oszczędności zarówno CapEx jak i OpEx w porównaniu z tradycyjnymi technologiami wykorzystującymi kable koncentryczne.

Stacje bazowe, dzięki wykorzystaniu technologii FTTA, mogą obsługiwać wiele anten, a transmisja sygnału światłowodem nie jest uzależniona od transmitowanych wysokich częstotliwości. Nie ma również ograniczenia odległości stacji bazowej od anten. Przy zastosowaniu koncentrycznych feederów odległość maksymalna anteny od stacji bazowej wynosi około 50m. Ograniczenie to wynika z zagwarantowania odpowiedniego poziomu mocy sygnału transmitowanego do anteny. Już dla takiej odległości można było spotkać się ze startą około 30% sygnału.

Rozwój sieci telekomunikacyjnych będzie wymuszał zwiększenie pokrycia sygnału na dużym obszarze a to będzie pociągało za sobą zwiększenie liczby anten transmitujących np sygnał LTE. Ważnym benefitem jest to, że przy zastosowaniu technologii FTTA, anteny mogą być zasilane sygnałem z jednej stacji bazowej. Centralizacja stacji bazowych będzie korzystnie wpływała na warunki lokalizacyjne (ochrona, pozwolenia, dzierżawy, sama architektura sieci itp.). Sieć będzie łatwiejsza oraz wygodniejsza w zarządzaniu. Takie rozwiązanie jest zdecydowanie mniej kosztowne, niż budowa i obsługa wielu mniejszych stacji bazowych, umieszczonych bezpośrednio przy antenach. Dodatkowo, w porównaniu ze sztywnymi kablami koncentrycznymi – feederami, kable światłowodowe są bardziej elastyczniejsze, lżejsze, mają mniejszą średnicę zewnętrzną, są również tańsze w zakupie i instalacji. Będzie to miało wpływ na lokalizacje instalacji anten. Zwiększenie gęstości pokrycia anten, będzie wymuszać użycie nie tylko masztów antenowych ale wykorzystanie różnych obiektów architektonicznych, które będą pociągały za sobą ograniczenia w zastosowaniu grubych kabli koncentrycznych. Rozwiązaniem tutaj będzie również technologia wykorzystująca światłowody.

Bardzo ważnym elementem technologii FTTA są złącza służące do instalacji w głowicy RRH i w stacji bazowej. Dobór zakończenia kabla światłowodowego uzależniony jest od urządzeń aktywnych (RRH). Mogą one być wyposażone w złącza typu HeavyDuty, lub obsługiwać uniwersalne wkładki SFP, do których podłącza się złącza typu LC.

Spotykane są rozwiązania bazujące na hermetyzacji samego kabla w obudowie, jednak niosą one pewne ograniczenia dotyczące wielkości przepustów dla kabli zakończonych złączami.

Najlepszym rozwiązaniem jest hermetyczne złącze pozwalające na zabezpieczenie połączeń światłowodowych w głowicy. Takim rozwiązaniem są obecne na rynku złącza firmy Diamond ODVA, Rosenberger HeavyDuty RDC, lub firmy HARTING Han® SFP.

Zastosowane kodowanie mechaniczne złączy, zapobiega błędom połączeń a metalowe hermetyczne obudowy zabezpieczają złącza światłowodowe i umożliwiają łatwą instalację i bezpieczną transmisję, a kabel podczas instalacji i użytkowania nie jest narażany na przegięcia i uszkodzenia.

• niższa cena kabla światłowodowego, w porównaniu z kosztownym feederem zmniejsza koszty instalacji kabli
• mniejsza ilość i długość kabli koncentrycznych przy wzrastającej gęstości infrastruktury
• mniejsze koszty eksploatacji, wynikające z niższego zużycia energii elektrycznej – oszczędność do 50% na tym samym obszarze instalacji
• mniejsze wymagania dotyczące wzmocnienia transmitowanego sygnału
• wygoda instalacji systemów FTTA
• zmniejszenie emisji i oddziaływania zakłóceń na transmisję zwiększenie odporności na przepięcia HVAC
• znaczące zmniejszenie strat mocy podczas transmisji
• niewrażliwość na warunki atmosferyczne
• ograniczenie kosztownych modernizacji wież antenowych
• mniejsza waga kabli zmniejsza obciążenie konstrukcji
• mniejsza waga otwiera szersze spektrum zastosowań i instalacji na budynkach
• brak wymagania instalacji kosztownych osłon kablowych
• stosowanie sprawdzonej technologii używanej w sieciach FTTH
• prostsza naprawa uszkodzeń kabla

prostsze testowanie i konserwacjaFirma OPTOMER posiada w swojej ofercie odpowiednie produkty i rozwiązania, niezbędne dla realizacji nowoczesnych sieci wykorzystujących technologię FTTA.

Proponujemy zewnętrzne kable światłowodowe zakończone złączami typu HeavyDuty, o wysokiej odporności środowiskowej (RDC, ODVA), obudowy ze złączami LC przystosowane do wkładek SFP oraz kable zakończone złączami E-2000, F-3000, SC i LC wyposażone w przepusty PG, hermetyzujące wejścia do przełącznic.

Do zarządzania włóknami światłowodowymi, w technologii FTTA, proponujemy skrzynki rozgałęźne służące do podziału kabla wielowłóknowego na odejścia do poszczególnych głowic i dojście do stacji bazowych. Skrzynki rozgałęźne można montować na słupach w pobliżu anten i głowic RRH. Posiadają one możliwość realizacji połączeń kabli zasilających dla urządzeń aktywnych umieszczonych na słupach.

Osprzęt światłowodowy, stosowany w technologii FTTA – długość kabli, ilość włókien i wielkości skrzynek są każdorazowo dobierane do konkretnego rozwiązania odpowiednio do sprzętu aktywnego zastosowanego w konkretnym przypadku. Oferujemy pełne wsparcie i doradztwo w zakresie doboru odpowiedniego osprzętu do wdrożenia technologii FTTA.

Jako uzupełnienie oferty, stosowane są standardowe produkty światłowodowe typu:

• szafy, przełącznice uliczne PU-5, PU-10, PU-20
• przełącznice 19”, jako wyposażenie szaf
• stelaże zapasu kabla światłowodowego
• szafy wysokiej gęstości upakowania złączy – PSU-1, STP w specjalnym wykonaniu przeznaczone do kontenerów telekomunikacyjnych

Obserwując obecne wymagania wobec sieci widać, że zapotrzebowanie na pasmo będzie ciągle rosło. Patrząc historycznie, popyt na pasmo wzrastał z roku na rok, napędzany przez technologię: komputery coraz szybsze, ekrany o wyższej rozdzielczości, większe zapotrzebowanie na dostęp do multimediów. Zapotrzebowanie to zostało nawet jasno określone przez guru w sprawach korzystania z Internetu – Jakoba Nielsena. Wymyślił on tak zwane Prawo Pasma Internetowego, które mówi że zapotrzebowanie na przepustowość zwiększa się co roku o 50%. Z takim zapotrzebowaniem jak na razie najlepiej radzą sobie światłowody, stąd coraz większe wykorzystanie ich przy realizacji transmisji mobilnych. Dlatego też pojawiła się technologia FTTA. A nowe standardy takie jak WiMAX i LTE, które pozwalają na mobilną transmisję danych wyznaczają sposoby i rozwiązania realizacji podłączeń anten zewnętrznych – zastosowanie światłowodów i FTTA.

Kontakt do autora:
mgr inż. Paweł Cisło
Dział Rozwoju
mail: p.cislo@optomer.pl
tel.: +48 42 611 01 00 wew. 31