FTTA - Fibra all'antenna

September 22, 2017
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Gli utenti odierni di dispositivi mobili dipendono dalle connessioni wireless per le loro comunicazioni vocali, dati e persino video. Anche case e aziende possono dipendere dal wireless, in particolare quelle che non si trovano in aree urbane o suburbane servite da FTTH (fibra fino a casa) o FTTC (fibra fino al marciapiede). Alcuni di noi nel settore ora usano il termine FTTW per fibra al wireless, poiché il wireless dipende dalla fibra per la dorsale delle comunicazioni e, sempre più, dalla connessione alle antenne wireless, indipendentemente dal tipo di wireless che utilizziamo.

Il wireless non è interamente wireless. Il modo più semplice per capire il wireless è pensarlo come un collegamento che sostituisce il cavo che collega il telefono cellulare o wireless al sistema telefonico o il cavo patch che collega il computer o altro dispositivo Internet portatile alla rete. Per comprendere il wireless, è necessario esaminare diversi e unici tipi di sistemi wireless, tra cui telefoni wireless cellulari, cablaggio wireless nei locali, collegamenti wireless municipali o privati ​​e persino alcuni dei collegamenti a breve distanza utilizzati per le connessioni periferiche del computer.

Questa pagina FOA si concentra sulla fibra all'antenna, guardando principalmente le torri cellulari, ma anche le antenne montate sui tetti, le piccole celle e i sistemi di antenne distribuite (DAS). A causa della sua varietà, DAS sarà trattato in una pagina separata in modo più dettagliato.

Il motivo per cui la fibra viene utilizzata per collegare le torri e poi salire sulla torre per collegare le antenne è l'insaziabile desiderio dei consumatori di larghezza di banda. Per accogliere più larghezza di banda nei sistemi cellulari, vengono utilizzati nuovi protocolli cellulari (4G, LTE e qualunque cosa venga dopo), ma sono necessarie anche più antenne per supportare più frequenze. Quindi le torri cellulari che una volta avevano 3 antenne per la copertura potrebbero avere due dozzine di antenne.

La crescente domanda di larghezza di banda cellulare per supportare l'uso di dati in rapida crescita da smartphone e tablet richiede l'aggiornamento delle torri – più larghezza di banda significa più antenne. Più antenne significano più cavi sulle torri. Se quei cavi sono coassiali, significa più peso e resistenza al vento, forse più di quanto la torre fosse progettata per. E i segnali RF (radiofrequenza) richiedono molta potenza per la trasmissione sulla torre poiché il cavo coassiale attenua i segnali ad alte frequenze.

Le torri cellulari odierne vengono modificate per sostituire i vecchi cavi coassiali in rame con cavi in fibra ottica per ridurre il peso e i costi. Come altre applicazioni della fibra, le dimensioni ridotte e il peso leggero consentono a un cavo in fibra (che spesso include anche conduttori di alimentazione) di sostituire molti cavi coassiali. Questo diagramma mostra l'aspetto di una torre cellulare attuale. Il diagramma è troppo complicato per una rapida visualizzazione, quindi ci concentreremo su varie aree della torre per mostrare come viene utilizzata la fibra, quindi approfondiremo i problemi di installazione e test.

Wireless cellulare

I sistemi di telefonia cellulare sono cresciuti fino a dominare il mercato delle telecomunicazioni. I paesi che hanno avuto ampi sistemi telefonici fissi per un secolo ora hanno già più telefoni cellulari che linee fisse. I paesi che non avevano sviluppato reti telefoniche basate su linee fisse le hanno saltate completamente e sono passati direttamente al wireless cellulare, dove i tassi di adozione sono stati estremamente alti.

Mentre il wireless cellulare è iniziato come una rete vocale, la messaggistica di testo è diventata molto popolare, eclissando la voce per la maggior parte degli utenti. Gli smartphone hanno portato Internet al telefono e presto i dati sono diventati il ​​maggior generatore di traffico per le reti cellulari. Nei primi 3 anni e mezzo dell'iPhone, AT&T ha affermato che il loro traffico dati è cresciuto dell'8000% - 80 volte! Ora i video stanno arrivando a questi stessi dispositivi, creando un tasso di crescita ancora più rapido per il traffico di rete cellulare.

Per accogliere questo livello di traffico, il wireless ha bisogno di nuovi sistemi con più spettro di radiofrequenza. I sistemi attuali (CDMA per alcuni sistemi, negli Stati Uniti, GSM per il resto degli Stati Uniti e del mondo) si stanno evolvendo in nuove generazioni di sistemi (4G, LTE) che hanno più larghezza di banda dati. Quasi dall'inizio, le torri cellulari erano collegate alle reti telefoniche tramite fibra ottica, proprio come qualsiasi altra connessione. Le torri wireless hanno piccole capanne alla base che si collegano alle dorsali in fibra che collegano le torri alle varie compagnie telefoniche. Man mano che il traffico cresce, le torri hanno bisogno di più antenne. Invece di 3-4 antenne su una torre, ora se ne vedono dozzine, quindi torri ed edifici ora hanno questo aspetto:

o sugli edifici.

Tutte queste antenne su una torre o sul lato di un edificio hanno creato un altro problema. In passato, ogni antenna era collegata da un grosso cavo coassiale (~2", 50 mm) che trasportava sia il segnale che l'alimentazione all'antenna. Ma con tutte queste antenne, le dimensioni, il peso e persino la resistenza al vento di questi cavi sono diventati un grosso problema, così come il costo. Queste torri che sono state aggiornate per aggiungere molte antenne mostrano il problema con questi grandi cavi coassiali.

Questa è un'altra applicazione in cui il cavo in rame viene sostituito dalla fibra ottica. Un piccolo cavo in fibra può sostituire tutti quei cavi coassiali e un cavo di alimentazione separato viene utilizzato per i driver sulle antenne. Queste applicazioni utilizzano principalmente gruppi di cavi prefabbricati poiché effettuare terminazioni sulla parte superiore della torre è, per usare un eufemismo, difficile. Alcune applicazioni utilizzano il prefabbricato nella parte superiore della torre e la terminazione convenzionale alla base. Molti di questi sistemi utilizzano la fibra multimodale perché le distanze sono molto brevi e i ricetrasmettitori sono molto meno costosi per la fibra MM.

Di seguito sono riportate le foto di Corning che mostrano un'estremità remota dell'antenna e l'antenna e il terminale in fibra che serve le antenne. Si noti l'uso di un sistema di cavi prefabbricati nella parte superiore della torre, che semplifica notevolmente l'installazione. Alcune installazioni utilizzano un cavo composito che include sia la fibra che i conduttori di alimentazione, quindi è necessario installare un solo cavo sulla torre.

Molte torri cellulari sono di proprietà indipendente e lo spazio per le antenne viene affittato ai fornitori di servizi. L'installazione della fibra alle torri e della fibra fino alle antenne viene generalmente eseguita da appaltatori indipendenti specializzati in questo tipo di lavoro.