Introdução
As redes celulares tradicionais têm frequentemente limitações de cobertura e capacidade, especialmente em locais densamente povoados, como edifícios de escritórios, centros comerciais, estádios desportivos, etc. Sistemas de antenas distribuídas (DAS) podem fornecer uma solução para este problema, distribuindo sinais de uma fonte de sinal para várias antenas que podem fornecer uma melhor conetividade em toda a área visada. O DAS pode proporcionar velocidades de dados mais rápidas, melhor largura de banda, menor latência e maior fiabilidade, melhorando a intensidade e a qualidade do sinal devido a uma menor interferência. O DAS pode ser uma solução económica e escalável em comparação com as redes celulares ou sem fios tradicionais.
Este artigo apresenta uma panorâmica geral dos sistemas de antenas distribuídas, descrevendo em pormenor os principais componentes e o seu funcionamento, os diferentes tipos de DAS, as vantagens e aplicações, a conceção e a implementação, bem como o futuro da tecnologia DAS.
Compreender a DAS - Componentes e funcionamento
Um sistema de antena distribuída é definido como uma rede de nós de antena espacialmente separados, ligados a uma única fonte comum através de um meio de transporte, como cabos coaxiais ou de fibra. Um DAS é composto por quatro componentes principais.
- Hub: Este é o componente central do sistema que liga todos os componentes. Pode alimentar diretamente o sinal para os nós ou gerir a distribuição do sinal através de componentes passivos a partir de um único local.
- Nós: Actuam como interface entre o hub central e as antenas. Recebem o sinal da fonte, convertem-no em radiofrequência, gerem-no e amplificam-no antes de o enviarem para as antenas.
- Antenas: Estes são os elementos terminais do DAS. Recebem e transmitem sinais dos dispositivos ligados e são colocados estrategicamente em toda a área de cobertura para uma distribuição óptima.
- Cabos
Estes são os dispositivos de ligação para os sinais viajarem entre a estação de base e o hub central e depois para os nós e antenas. Os cabos podem ser de fibra ótica ou coaxiais, consoante a aplicação.
Em termos simples, um DAS funciona distribuindo o sinal recebido de uma fonte de sinal para várias antenas em vez de uma. Os nós do sistema distribuído recebem os sinais da fonte através de cabos de fibra ou coaxiais. Os nós dividem o sinal em várias antenas que, em seguida, transmitem os sinais para a área de cobertura.
Tipos de antenas DAS
1, as antenas DAS podem ser classificadas em diferentes tipos com base na sua fonte de sinal.
- Fora do ar: Trata-se geralmente de sinais celulares provenientes de torres de telemóveis que são captados por uma antena colocada num telhado e retransmitidos para o interior para distribuição. Estes são mais económicos e mais fáceis de instalar, uma vez que é utilizada a infraestrutura existente. Este tipo de DAS pode funcionar com vários operadores e pode alargar a área de cobertura da rede do operador, mas não aumenta a capacidade.
- Estações de base transceptoras: É semelhante a ter uma torre de telemóveis interna no edifício e é a tecnologia utilizada nos telemóveis. Normalmente, este tipo necessita de uma ligação de fibra dedicada de cada operador para se ligar à sua rede principal. A sua implementação é mais demorada e dispendiosa. Este tipo é normalmente utilizado em locais com elevada densidade populacional, como estádios ou aeroportos.
- Células pequenas: Este tipo de fonte cria um túnel seguro para a rede do operador através de uma ligação fiável à Internet. Uma vez que não dependem dos sinais das torres de telemóveis existentes, podem ser utilizadas mesmo em zonas com cobertura muito reduzida, mas são específicas do operador. São normalmente utilizadas em locais mais pequenos devido às suas limitações de capacidade e escalabilidade.
2, os sistemas DAS podem também ser classificados com base no sistema de distribuição utilizado como ativo, passivo ou híbrido.
- Passivo: Utiliza componentes passivos como cabos coaxiais e divisores para a distribuição. Este tipo é económico, mas tem limitações em termos de alcance e capacidade.
- Ativo: Utiliza componentes como amplificadores e conversores para aumentar e distribuir sinais sem fios de alta qualidade. Este tipo pode suportar mais tráfego e é facilmente escalável, mas a sua instalação e manutenção são dispendiosas e complexas.
- Híbrido: Trata-se de uma combinação de elementos de sistemas activos e passivos.
Vantagens das antenas DAS
- Cobertura e intensidade de sinal melhoradas
Ao distribuir o sinal por várias antenas, obtém-se uma melhor cobertura do que com uma única antena e, devido à menor interferência e à maior proximidade de cada antena, a intensidade do sinal distribuído é também superior.
- Melhoria da capacidade da rede
Ao adicionar mais antenas, a capacidade pode ser aumentada e é também mais flexível em termos de escalabilidade do que uma única antena.
- Conectividade sem falhas em ambientes difíceis
Ao espalhar o sinal por várias antenas, é possível reduzir a interferência de sistemas que utilizam a mesma largura de banda. O congestionamento do sinal pode ser reduzido e a qualidade do sinal será melhorada em áreas altamente povoadas.
- Melhor experiência de utilização para os utilizadores de dispositivos móveis
Ao ter antenas mais próximas, as interferências serão menores e a intensidade do sinal será maior. Assim, os utilizadores poderão usufruir de um serviço melhor e sem interrupções do que com uma única antena.
Aplicações das antenas DAS
- Edifícios comerciais (escritórios, centros comerciais e hotéis)
A utilização de DAS permite garantir que os utilizadores se possam deslocar e continuar a receber um serviço celular ininterrupto e uniforme em diferentes áreas.
- Locais públicos (estádios, centros de convenções, aeroportos)
O DAS é crucial em locais públicos para fornecer um serviço ininterrupto a um grande número de utilizadores que se ligam simultaneamente, de modo a garantir uma melhor experiência de utilização.
- Estabelecimentos de saúde (hospitais, clínicas)
O DAS é crucial para fornecer conetividade fiável a todas as comunicações críticas, monitorização de doentes e dispositivos médicos essenciais nas instalações de cuidados de saúde para garantir cuidados eficientes e melhores aos doentes.
- Centros de transporte (metro, estações de comboio)
O DAS pode fornecer conetividade fiável aos viajantes para que possam obter actualizações em tempo real e garantir a comodidade dos passageiros.
- Zonas residenciais (apartamentos, complexos habitacionais)
O DAS é importante nas zonas residenciais para garantir uma ligação uniforme e fiável a todas as casas ou apartamentos que podem estar espalhados por uma vasta área geográfica.
Implementação de antenas DAS
A implementação de um DAS começa com o planeamento inicial. Isso envolve o levantamento da área-alvo, a compreensão das necessidades de capacidade e a avaliação do cenário sem fio existente. Após uma avaliação cuidadosa, o sistema precisa de ser concebido, decidindo o tipo de fonte de sinal a utilizar, o número de antenas a utilizar e a sua orientação e colocação, bem como o tipo de cabos a utilizar para a distribuição. Em seguida, podem ser utilizadas ferramentas de simulação para prever o desempenho do sistema projetado no mundo real. O sistema pode então ser afinado antes da implementação.
Após a implementação, têm de ser efectuados testes para garantir que o sistema cumpre todos os critérios de desempenho e capacidade. As verificações regulares do sistema, as actualizações de hardware ou software e a monitorização de problemas como a queda de sinal são essenciais para a manutenção do DAS.
Antenas DAS no futuro
Com os avanços tecnológicos em 5G e IoT, o DAS desempenhará um papel crucial no fornecimento de conetividade contínua e altas taxas de dados. A integração do 5G melhorará o desempenho do DAS e conceitos como cidades inteligentes promoverão uma maior utilização do DAS. A integração com a IoT melhora a eficiência operacional e permite a transmissão de dados em tempo real no DAS.
Conclusão
As antenas DAS tornaram-se cada vez mais importantes, com ênfase na melhoria da conetividade geral e da experiência do utilizador, podendo proporcionar uma melhor cobertura, capacidade e conetividade sem descontinuidades do que uma única antena. As antenas DAS são utilizadas em vários sectores, como instalações de cuidados de saúde, locais públicos e transportes, devido à sua elevada escalabilidade e adaptabilidade. Com o rápido avanço da tecnologia, a tecnologia DAS tem um enorme potencial para o futuro.