Einführung
Herkömmliche Mobilfunknetze haben oft eine begrenzte Reichweite und Kapazität, insbesondere an dicht besiedelten Orten wie Bürogebäuden, Einkaufszentren, Sportstadien usw. Verteilte Antennensysteme (DAS) kann hier Abhilfe schaffen, indem die Signale von einer Signalquelle auf mehrere Antennen verteilt werden, die im gesamten Zielgebiet für eine bessere Konnektivität sorgen können. DAS kann schnellere Datengeschwindigkeiten, eine höhere Bandbreite, geringere Latenzzeiten und eine höhere Zuverlässigkeit bieten, indem die Signalstärke und -qualität aufgrund geringerer Störungen verbessert wird. Im Vergleich zu herkömmlichen zellularen oder drahtlosen Netzen kann DAS eine kostengünstige und skalierbare Lösung sein.
Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über verteilte Antennensysteme und beschreibt die wichtigsten Komponenten und ihre Funktionsweise, verschiedene Arten von DAS, Vorteile und Anwendungen, Design und Implementierung sowie die Zukunft der DAS-Technologie.
DAS verstehen - Komponenten und Funktionsweise
Ein verteiltes Antennensystem ist definiert als ein Netz räumlich getrennter Antennenknoten, die über ein Transportmedium wie Koaxial- oder Glasfaserkabel mit einer einzigen Kommonquelle verbunden sind. Ein DAS besteht aus vier Hauptkomponenten.
- Nabe: Dies ist die zentrale Komponente des Systems, die alle Komponenten miteinander verbindet. Sie kann das Signal entweder direkt an die Knotenpunkte weiterleiten oder die Verteilung des Signals über passive Komponenten von einem einzigen Standort aus verwalten.
- Knotenpunkte: Diese fungieren als Schnittstelle zwischen dem zentralen Hub und den Antennen. Sie empfangen das Signal von der Quelle, wandeln es in eine Funkfrequenz um, verwalten und verstärken es, bevor sie es an die Antennen senden.
- Antennen: Dies sind die Terminalelemente der DAS. Sie empfangen und übertragen Signale von den angeschlossenen Geräten und sind für eine optimale Verteilung strategisch im gesamten Versorgungsgebiet platziert.
- Kabel
Sie sind die Verbindungselemente für die Übertragung der Signale zwischen der Basisstation und dem zentralen Knotenpunkt und dann zu den Knotenpunkten und Antennen. Die Kabel können je nach Anwendung entweder Glasfaserkabel oder Koaxialkabel sein.
Vereinfacht ausgedrückt funktioniert ein DAS durch die Verteilung des von einer Signalquelle empfangenen Signals auf mehrere Antennen anstelle einer einzigen. Die Knotenpunkte des verteilten Systems empfangen die Signale von der Quelle entweder über Glasfaser- oder Koaxialkabel. Die Knoten teilen das Signal auf mehrere Antennen auf, die dann die Signale an den Abdeckungsbereich übertragen.
Arten von DAS-Antennen
1, DAS-Antennen können auf der Grundlage ihrer Signalquelle in verschiedene Typen eingeteilt werden.
- Off-Air: Hierbei handelt es sich in der Regel um Mobilfunksignale von Mobilfunkmasten, die von einer Antenne auf einem Dach empfangen und zur Verteilung nach innen weitergeleitet werden. Diese sind kostengünstiger und einfacher zu installieren, da die bestehende Infrastruktur genutzt wird. Diese Art von DAS kann mit mehreren Betreibern zusammenarbeiten und den Abdeckungsbereich des Betreibernetzes erweitern, erhöht aber nicht die Kapazität.
- Basis-Sende-Empfangs-Stationen: Dies ist vergleichbar mit einem eigenen Mobilfunkmast im Gebäude und entspricht der in Mobiltelefonen verwendeten Technologie. Dieser Typ benötigt in der Regel eine dedizierte Glasfaserverbindung von jedem Betreiber, um eine Verbindung zu dessen Kernnetz herzustellen. Die Implementierung dauert länger und ist teuer. Dieser Typ wird in der Regel an stark bevölkerten Standorten wie Stadien oder Flughäfen eingesetzt.
- Kleine Zellen: Diese Art von Quelle schafft einen sicheren Tunnel zum Betreibernetz über eine zuverlässige Internetverbindung. Da sie sich nicht auf bestehende Funkmasten-Signale stützen, können sie auch in Gebieten mit sehr geringer Netzabdeckung eingesetzt werden, sind aber betreiberspezifisch. Aufgrund ihrer begrenzten Kapazität und Skalierbarkeit werden sie in der Regel für kleinere Veranstaltungsorte verwendet.
2, DAS-Systeme können auch auf der Grundlage des verwendeten Verteilungssystems als aktiv, passiv oder hybrid klassifiziert werden.
- Passiv: Es werden passive Komponenten wie Koaxialkabel und Splitter für die Verteilung verwendet. Dieser Typ ist kostengünstig, hat aber Einschränkungen in Bezug auf Reichweite und Kapazität.
- Aktiv: Hier werden Komponenten wie Verstärker und Konverter verwendet, um qualitativ hochwertige Funksignale zu verstärken und zu verteilen. Dieser Typ kann mehr Datenverkehr verarbeiten und ist leicht skalierbar, aber teuer und komplex in der Installation und Wartung.
- Hybrid: Dies ist eine Kombination aus Elementen aktiver und passiver Systeme.
Vorteile von DAS-Antennen
- Verbesserte Signalabdeckung und -stärke
Durch die Verteilung des Signals auf mehrere Antennen wird eine bessere Abdeckung erreicht als mit einer einzelnen Antenne, und aufgrund der geringeren Interferenzen und der größeren Nähe zwischen den einzelnen Antennen ist auch die Stärke des verteilten Signals höher.
- Verbesserte Netzkapazität
Durch Hinzufügen weiterer Antennen kann die Kapazität erhöht werden, und es ist auch flexibler in Bezug auf die Skalierbarkeit als eine einzelne Antenne.
- Nahtlose Konnektivität in schwierigen Umgebungen
Durch die Verteilung des Signals auf mehrere Antennen können Störungen durch Systeme, die dieselbe Bandbreite nutzen, reduziert werden. Die Signalüberlastung kann verringert werden, und die Signalqualität wird in dicht besiedelten Gebieten verbessert.
- Bessere Benutzerfreundlichkeit für Benutzer von Mobilgeräten
Wenn die Antennen näher beieinander stehen, sind die Interferenzen geringer und die Signalstärke höher. So können die Nutzer einen besseren und ununterbrochenen Dienst nutzen als mit einer einzelnen Antenne.
Anwendungen von DAS-Antennen
- Co1TP14Geschäftsgebäude (Büros, Einkaufszentren und Hotels)
Durch den Einsatz von DAS kann sichergestellt werden, dass die Nutzer sich frei bewegen können und dennoch einen ununterbrochenen und einheitlichen Mobilfunkdienst in verschiedenen Gebieten erhalten.
- Öffentliche Veranstaltungsorte (Stadien, Kongresszentren, Flughäfen)
DAS ist in öffentlichen Einrichtungen von entscheidender Bedeutung, um einer großen Anzahl von Nutzern, die sich gleichzeitig verbinden, einen unterbrechungsfreien Dienst zu bieten, so dass ein besseres Nutzererlebnis gewährleistet werden kann.
- Gesundheitseinrichtungen (Krankenhäuser, Kliniken)
DAS ist von entscheidender Bedeutung für die Bereitstellung zuverlässiger Konnektivität für alle kritischen Kommunikations-, Patientenüberwachungs- und medizinischen Geräte, die in Gesundheitseinrichtungen für eine effiziente und bessere Versorgung der Patienten unerlässlich sind.
- Verkehrsknotenpunkte (U-Bahnen, Bahnhöfe)
DAS kann zuverlässige Verbindungen für Reisende bereitstellen, so dass sie Echtzeit-Updates erhalten und die Bequemlichkeit der Fahrgäste gewährleistet ist.
- Wohngebiete (Wohnungen, Wohnkomplexe)
DAS ist in Wohngebieten wichtig, um eine einheitliche und zuverlässige Verbindung für alle Häuser oder Wohnungen zu gewährleisten, die über ein großes geografisches Gebiet verteilt sein können.
Implementierung von DAS-Antennen
Die Implementierung eines DAS beginnt mit der anfänglichen Planung. Dazu gehören die Vermessung des Zielgebiets, die Ermittlung des Kapazitätsbedarfs und die Bewertung der bestehenden Drahtloslandschaft. Nach einer sorgfältigen Bewertung muss das System konzipiert werden, indem die Art der zu verwendenden Signalquelle, die Anzahl der zu verwendenden Antennen und deren Ausrichtung und Platzierung sowie die Art der für die Verteilung zu verwendenden Kabel festgelegt werden. Anschließend kann mit Hilfe von Simulationswerkzeugen vorhergesagt werden, wie das entworfene System in der Praxis funktionieren würde. Das System kann dann vor der Implementierung feinabgestimmt werden.
Nach der Implementierung müssen Tests durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass das System alle Leistungs- und Kapazitätskriterien erfüllt. Regelmäßige Systemprüfungen, Hardware- oder Software-Upgrades und die Überwachung von Problemen wie Signalausfällen sind für die Wartung der DAS unerlässlich.
DAS-Antennen in der Zukunft
Mit den technologischen Fortschritten bei 5G und IoT wird DAS eine entscheidende Rolle bei der Bereitstellung nahtloser Konnektivität und hoher Datenraten spielen. Die Integration von 5G wird die Leistung von DAS verbessern und Konzepte wie Smart Cities werden die weitere Nutzung von DAS fördern. Die Integration mit dem IoT erhöht die betriebliche Effizienz und ermöglicht die Datenübertragung in Echtzeit in DAS.
Schlussfolgerung
DAS-Antennen haben zunehmend an Bedeutung gewonnen, da sie die Gesamtkonnektivität und das Benutzererlebnis verbessern. Sie bieten eine bessere Abdeckung, Kapazität und nahtlose Konnektivität als eine einzelne Antenne. DAS-Antennen werden aufgrund ihrer hohen Skalierbarkeit und Anpassungsfähigkeit in verschiedenen Branchen wie dem Gesundheitswesen, öffentlichen Einrichtungen und dem Transportwesen eingesetzt. Mit dem rasanten Fortschritt in der Technologie hat die DAS-Technologie ein enormes Potenzial für die Zukunft.