О перспективах использования распределенных антенных систем в сетях UMTS/LTE

18.07.2011

Проблема увеличения пропускной способности каналов связи становится в последнее время основной для сотовых операторов, столкнувшихся при переходе на высокоскоростные протоколы связи с лавинообразным увеличением объемов передачи данных.

Журнал "Технологии и средства связи" #2, 2011

Николай Касаткин
ведущий менеджер ОАО "Скандинавский Дом"

Проблема увеличения пропускной способности каналов связи становится в последнее время основной для сотовых операторов, столкнувшихся при переходе на высокоскоростные протоколы связи с лавинообразным увеличением объемов передачи данных. Традиционно эту проблему операторы решали путем деления макросот на сектора или использованием более мелких сот, то есть переходом на микросотовую структуру сети.


Распределенные антенные системы


Другим эффективным способом увеличения емкости сети и улучшения качества радиопокрытия являются распределенные антенные системы (Disctributed Antennas Systems, DAS) – масштабные распределенные системы антенно-фидерных устройств, которые не только обеспечивают 100%-ное покрытие здания в сетях 2G/3G и Wi-Fi от одного оператора, но и позволяют подключиться к инфраструктуре DAS другим операторам сотовой связи. Возможности DAS еще более востребованы при переходе на сети WiMAX/4G, ориентированные на передачу мультимегабитных объемов данных с большой скоростью.

DAS-системы бывают активные (с использованием излучающих элементов), пассивные (реализованные на кабельных сетях) и комбинированные. В высокоскоростных системах беспроводной связи используются только активные и комбинированные DAS, которые, в свою очередь, делятся на DAS для помещений (Indoor DAS) и для открытых пространств (Outdoor DAS).


Преимущества систем DAS


Процесс предоставления качественных услуг в сетях 4G требует максимального приближения абонентов к источникам передачи данных. Это, в частности, позволяет улучшить обслуживание на границах сот. DAS-си-стемы идеально подходят для решения этой задачи, поскольку компактные антенны могут быть размещены буквально адресно.

Использование в системах DAS компактных антенн и маломощных усилителей также позволяет размещать это оборудование на небольшой высоте с использованием существующей городской инфраструктуры, например различных столбов, уличных фонарей или стен зданий. При этом операторы прибегают еще и к декоративному оформлению антенн в виде деревьев и т.п. Такая сеть практически незаметна для окружающих.

Дополнительным и очень важным преимуществом систем DAS является их технологическая нейтральность, то есть способность поддерживать различные протоколы связи с помощью одной и той же относительно недорогой волоконно-оптической или кабельной сети.


Особенности развертывания систем DAS LTE – опыт США

В США уже накоплен довольно большой опыт использования систем Indoor и Outdoor DAS. Нужно отметить, что здесь сложился весьма эффективный механизм строительства и эксплуатации инфраструктурного оборудования. Операторы, как правило, не занимаются строительством башен и мачт – они их просто арендуют у специализированных провайдеров. В стране действует около десятка таких провайдеров, которые активно подключились к процессу развертывания в стране LTE-сетей. В частности:

  • ExteNet Systems, занимающаяся проектированием, строительством и эксплуатацией собственных беспроводных Indoor/Outdoor DAS, запустила первые в США DAS для сетей LTE:
            Outdoor-DAS  LTE  развернута в Лас-Вегасе путем апгрейда уже существующей там DAS, поддерживает пропускную способность в 17 Мбит/с;
            Indoor-DAS LTE развернута в Далласе также путем апгрейда существующей системы DAS в офисном здании общей площадью 14 000 кв. м, а также в госпитале Simi Valley общей площадью 17 650 кв. м. DAS реализована с использованием технологий MIMO и iDuct (технология разводки сигналов по трубопроводам систем HVAC (heating, ventilating and air cin-ditioning – обогрев, вентиляция и кондиционирование);
  • NextG Networks (США), ведущий американский провайдер волоконно-оптических DAS, запустил уже 110 DAS-систем. Все системы развернуты в строгом соответствии с требованиями местных властей по экологической безопасности и охране окружающей среды. Антенны смонтированы на обычных фонарных столбах и других элементах городской инфраструктуры и незаметно вписываются в рельеф местности и городскую инфраструктуру.
  • ADC, лидер в области передовых беспроводных in-building решений, развернула системы LTE DAS в диапазоне 700 МГц. Уже более 100 систем развернуты на стадионах, в центральной части городов, в аэропортах. Все они используют технологии SISO (single-input single-output) и MIMO (multiple-input multiple-output).
  • American Tower Corporation, ведущий оператор и владелец башенных сооружений для операторов всех направлений радиосвязи, развернула в отеле Hilton (Las Vegas) свою первую Indoor-DAS LTE-систему для операторов сетей 4G, работающих в диапазоне 700 МГц. Система DAS поддерживает технологию MIMO.


Как относятся к DAS операторы сотовой связи

В качестве иллюстрации отношения ведущих мировых операторов сотовой связи к системам DAS приведем мнения двух американских и двух российских операторов.

Sprint Nextel (США)
Американский оператор уверен в том, что системы DAS становятся все более важным инфраструктурным элементом для операторов 3G/4G. Особенно важна, по мнению оператора, технологическая "нейтральность" DAS-систем. В сети Sprint уже инсталлировано 1500 Outdoor DAS-систем.

Verizon Wireless (США)

Другой американский оператор намерен активно использовать системы Outdoor DAS в своей LTE-сети для улучшения радиопокрытия стадионов, аэропортов, однако подчеркивает, что использование DAS для улучшения радиопокрытия внутри зданий обычно осложняется взаимоотношениями с хозяевами недвижимости, а для установки Outdoor DAS-систем, как и для обычных базовых станций, операторам требуется только согласие муниципалитетов.

"ВымпелКом"
Российский оператор реализовал в петербургском торговом центре "Стокманн Невский центр" общей площадью 97 000 кв. м систему Indoor DAS, поддерживающую стандарты связи 2G/3G/Wi-Fi и обеспечившую высококачественное радиопокрытие для реализации полного спектра услуг мобильной связи. Отличительной особенностью этой системы оператор считает возможность ее расширения под стандарты WiMAX, LTE. Аналогичные проекты планируются оператором к реализации и в других ТРК Санкт-Петербурга.

МТС
Наиболее активным оператором из "большой тройки" в развертывании систем Indoor DAS стала МТС. Компания даже объявила о запуске в своей сети специальной программы улучшения качества радиопокрытия внутри зданий и сооружений. Основные потребители – бизнес-центры, гостиничные комплексы, крупные торговые центры, туннели.

Первым проектом МТС стала DAS, развернутая в санкт-петербургском ТЦ "МЕГА-Дыбенко". Другая DAS установлена в сочинском гранд-отеле "Красная Поляна". В Ростове МТС развернула Indoor DAS в торговом центре "Золотой Вавилон", гипермар-кете "Реал", ТЦ "METRO Cash and Carry". В Новосибирске развернута система DAS в торгово-развлекатель-ном центре "Аура" (см. рисунок).
Важным достоинством системы оператор считает обеспечение повышенных скоростей передачи данных в сетях 2G и 3G, возможность расширения системы на стандарт LTE.


Некоторые размышления на тему


Тот факт, что системы DAS LTE могут использовать одну антенную сеть для трансляции сигналов нескольких операторов сотовой связи, позволяет применять их в различных sharing-схемах (схемы совместного использования операторами сетевого оборудования).

Российские операторы, готовящиеся к запуску своих сетей LTE, объективно заинтересованы в развертывании активных DAS совместного пользования, позволяющих существенно сократить капитальные и операционные затраты. Однако процесс этот сдерживается в настоящее время отсутствием в законодательстве положений, регулирующих совместное владение активной сетевой инфраструктурой и ее совместную эксплуатацию. Для активной инфраструктуры сейчас требуется программное или физическое разделение эксплуатации оборудования в сетях связи разных операторов.

Пассивную инфраструктуру (антен-но-мачтовые сооружения, ВОЛС, канализация, электрооборудование) можно использовать совместно без ограничений, однако и здесь возникает целый комплекс трудно разрешимых вопросов по взаиморасчетам за владение инфраструктурой, ответственности за бесперебойную работу оборудования, ее техническую эксплуатацию, ремонт и т.п. Неслучайно, из 25 тыс. возведенных операторами антенно-мачтовых сооружений в совместном пользовании находится всего тысяча.

Выходом из этой ситуации является деятельность специализированных компаний, занимающихся строительством и эксплуатацией антенно-мачто-вых сооружений. В РФ уже есть примеры таких компаний. Это прежде всего ЗАО "Русские башни", ФГУП РТРС.

Они вполне способны расширить диапазон своей деятельности и на распределенные антенные системы. Однако, как показывает западный опыт, мало построить активную DAS, самое главное – предложить также услуги по ее эксплуатации, а это, как мы уже указывали, не допускается действующим законодательством.

Фактически практика строительства высокоскоростных сетей 4G просто подталкивает к появлению специализированных провайдеров активных распределенных антенных систем, которые бы строили, запускали и сдавали в аренду DAS для совместного использования операторами сотовой связи.


Преимущества систем DAS:

  •     эффективно помогают операторам удовлетворять различные экологические и эстетические требования административных органов, активно препятствующих строительству традиционных мачт и башен;
  •     не требуют тщательного конфигурирования;
  •     практически не требуют техобслуживания;
  •     могут излучать сигналы на разных частотах;
  •     способны обеспечить равномерное покрытие, то есть генерировать сигнал требуемой мощности независимо от удаления антенны от БС;
  •     легко крепятся к стенам зданий, потолкам, могут устанавливаться на фонарных столбах на улицах и т.п.;
  •     обеспечивают легкое и экономичное добавление емкости (масштабирование сети) либо за счет подключения новых БС на существующих площадках, либо за счет увеличения площади покрытия;
  •     улучшают спектральную эффективность, что позволяет уменьшить интерференцию на соседних секторах и каналах;
  •     позволяют использовать меньшее количество БС, что упрощает процесс получения разрешительной документации;
  •     упрощают поддержку технологии MIMO.


Решение этой проблемы лежит в законодательном поле. Думаю, она не является неразрешимой и появление в РФ провайдеров распределенных антенных систем – вопрос недалекого будущего. Однако это очень актуальный вопрос, поскольку развертывание DAS-систем в зданиях позволит существенно уменьшить расходы на строительство сетей LTE.

Подписка: