Fiber to the Antenna (FTTA)

I. FTTA là gì

 - Fiber to the ăng ten (FTTA) là một kiến ​​trúc vùng không dây trong đó cáp quang được chạy trên toàn tháp để thay thế phần lớn những gì đã được hoàn thiện theo cách truyền thống bằng hệ thống cáp đồng trục nặng hơn. Các thành phần quan trọng như thiết bị vô tuyến từ xa (Remote Radio Unit - RRU) cũng được đặt trên đỉnh tháp thay vì ở vị trí cơ sở.

 - Trong trường hợp cấu hình FTTA, một đơn vị băng tần cơ sở (Baseband Unit - BBU) nằm gần đáy tháp được kết nối qua một ăng-ten sợi quang và chạy tới một đầu vô tuyến từ xa (Remote Radio Head - RRH) được đặt gần ăng-ten trên đỉnh tháp. RRH chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số sang tín hiệu tương tự, và khoảng thời gian ngắn giữa RRH và ăng-ten vẫn được hoàn thành bằng cách sử dụng cáp đồng trục truyền thống.

 -  Công nghệ FTTA có thể làm giảm đáng kể việc mất nguồn tín hiệu. Và khoảng cách truyền dẫn tối đa lên đến 20km giúp thực hiện vị trí tập trung của các trạm gốc trong các phòng viễn thông chi phí thấp hơn cũng như quy hoạch mạng linh hoạt và mô đun hóa hơn. FTTA là một cách thức sáng tạo, linh hoạt và hướng tới tương lai để cài đặt mạng.

 - Nhu cầu về cáp quang FTTA: Việc mua và sử dụng điện thoại thông minh và máy tính bảng ngày càng tăng nhanh đòi hỏi ngày càng nhiều băng thông di động và nhu cầu ngày càng cao về cơ sở hạ tầng di động mà nó thường không được đánh giá cao. Thuật ngữ "cellular" có nguồn gốc từ cách sáng tạo mà mạng lưới các tháp ăng ten cung cấp vùng phủ sóng liền mạch, sử dụng hệ thống các vùng tần số hoặc "cell". Mỗi cell được phục vụ bởi một ăng-ten trung tâm và được xác định bởi phạm vi truyền dẫn liên quan. Tăng băng thông khả dụng đòi hỏi nhiều cell hơn và do đó cần nhiều ăng-ten hơn. Các ăng-ten yêu cầu cáp truyền lên tháp của chúng để kết nối chúng với tần số cao và nguồn điện, vì vậy việc sử dụng sợi quang hiệu quả hơn để hoàn thành các kết nối này là một sự thay đổi mô hình có thể sửa đổi trong kiến ​​trúc ăng-ten băng thông rộng.

Tham khảo thêm >>> Đo kiểm trong mạng FTTx

II. Ưu điểm và nhược điểm của FTTA

- Việc chuyển sang FTTA rõ ràng mang lại nhiều lợi ích cho người tiêu dùng, nhà khai thác và kỹ thuật viên. Tuy nhiên, giống như hầu hết các tiến bộ trong công nghệ, có một số phức tạp và thách thức cần giải quyết.

- Ưu điểm của FTTA:

+ Có lẽ lợi thế rõ ràng nhất của cáp quang đến ăng-ten bắt nguồn từ đặc điểm vật lý của cáp chính. Đường kính nhỏ hơn và trọng lượng nhẹ hơn cho phép nhiều cáp quang chiếm cùng một lượng không gian như một cáp đồng trục duy nhất. Bởi vì tháp di động sẽ phụ thuộc vào các yếu tố, kích thước vật lý và đặc tính của cáp quang ít bị hư hại và ảnh hưởng do thời tiết.

+ Các ưu điểm khác của công nghệ cáp quang đến ăng-ten liên quan đến sự chuyển dịch từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu kỹ thuật số. Do suy hao tín hiệu, cáp đồng trục đã giới hạn khoảng cách giữa ăng-ten và trạm gốc xuống khoảng 100 mét. Nhưng hệ thống cáp quang có thể kéo dài đến 20 km với suy hao là tối thiểu.

+ FTTA cũng cải thiện mức tiêu thụ năng lượng và tính toàn vẹn của tín hiệu. Bộ khuếch đại trên tháp tháp không còn cần thiết để chống lại tầng nhiễu vốn có của các lần truyền trong cáp đồng trục kéo dài. Việc làm mát của bộ khuếch đại công suất thông qua điều hòa không khí trong một thiết bị cơ sở truyền thống được thay thế bằng làm mát không khí xung quanh RRH, giúp giảm đáng kể mức tiêu thụ điện của hệ thống.

- Các nhược điểm của FTTA:

+ Cáp quang đến ăng-ten rõ ràng mang lại nhiều ưu điểm nổi bật. Tuy nhiên, có một số hạn chế tiềm ẩn đối với FTTA liên quan đến sự thay đổi của phương tiện truyền dẫn và những thách thức vốn có đối với cáp quang. Sợi quang dễ vỡ hơn và do đó cần xử lý cẩn thận. Bụi bẩn là kẻ thù của sợi quang, và các đường cáp tiếp xúc với các phần tử này đặc biệt dễ bị tổn thương. Các sợi quang tùy chỉnh thường không thể hoán đổi cho nhau và sợi quang bị hỏng thường phải được thay thế thay vì chỉ sửa chữa.

+ Trong kiến ​​trúc FTTA, tất cả các chức năng RF đều nằm trên RRH và thông tin RF được gửi trong miền kỹ thuật số qua cáp quang bằng Giao diện vô tuyến công cộng chung, hoặc CPRI. Bất kỳ bảo trì hoặc khắc phục sự cố RF nào như phân tích nhiễu đều yêu cầu phải đến đỉnh tháp để có quyền truy cập vào RRH. Điều này cho thấy chi phí hoạt động cao hơn và mối quan tâm về an ninh cần được đảm bảo.

III. Tại sao việc đo kiểm mạng FTTA lại quan trọng

- Nhu cầu về băng thông liên tục gia tăng khiến hoạt động liên tục được tối ưu hóa của các cài đặt FTTA trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Kiểm tra là điều cần thiết trong quá trình xây dựng, kích hoạt và bảo trì. Thử nghiệm phù hợp trong mỗi giai đoạn này có thể giảm thiểu thời gian khắc phục sự cố và ngừng hoạt động trong tương lai.

- Cài đặt FTTA có thể là một công việc nguy hiểm và phức tạp. Ngoài sự nguy hiểm liên quan đến việc leo tháp và làm việc trên cao, năng lượng RF từ bản thân các ăng-ten có thể trở nên nguy hiểm khi phơi nhiễm kéo dài.

- Khắc phục sự cố, sửa chữa và chỉnh sửa có nghĩa là các công việc bổ sung trên tháp. Đo kiểm FTTA kỹ lưỡng trong và sau khi xây dựng có thể làm giảm đáng kể khả năng tiếp xúc với các nguy cơ không mong muốn này. Chứng nhận và đào tạo cho các quy trình và công cụ đo kiểm FTTA chuyên biệt có thể là những công cụ cực kỳ hữu ích cho các kỹ thuật viên.

IV. Cách đo kiểm mạng FTTA

- Để kiểm tra thành công cài đặt FTTA, tất cả các yếu tố riêng lẻ phải được kiểm tra riêng biệt. Sau đó kiểm tra lại dưới dạng hệ thống hoặc hệ thống con, để đảm bảo tất cả các phần quan trọng của hệ thống đang hoạt động tối ưu. Lập kế hoạch cẩn thận cho quá trình đo kiểm là đặc biệt quan trọng vì quá trình cài đặt có thể được hoàn thành trong các giai đoạn rời rạc.

- Yêu cầu cơ bản đối với hiệu suất của cáp quang là độ sạch và việc xác minh độ sạch được thực hiện tốt nhất thông qua việc đo kiểm. Các đầu connector phải được kiểm tra vết xước dưới kính hiển vi sợi quang. Tương tự, vùng lõi sợi và lớp phủ cần được kiểm tra dưới độ phóng đại để đảm bảo chúng sạch và không bị hư hỏng. Nếu phát hiện có bụi bẩn hoặc nhiễm bẩn, các bề mặt kết nối có thể được làm sạch sau đó kiểm tra lại cho đến khi chúng có thể chấp nhận được để sử dụng. Khi độ sạch của mỗi connector đã được đảm bảo, nên kiểm tra tính liên tục và suy hao chèn của mỗi lần chạy cáp trước khi bắt đầu cài đặt. Bộ định vị lỗi trực quan (VFL) là một công cụ tuyệt vời để xác minh tính liên tục và tính toàn vẹn của sợi quang.

- Cũng giống như cáp, RRH và BBU phải được kiểm tra riêng lẻ trước khi kiểm tra hệ thống. Đo kiểm mức công suất của thiết bị đang hoạt động là một việc làm cần thiết trước khi lắp đặt thiết bị này vào tháp.

Tham khảo thêm >>> EXFO FIP-500 - Máy soi lỗi connector cao cấp

- Máy đo phản xạ miền thời gian quang học (OTDR) là một công cụ được sử dụng để tạo “hình ảnh” về đường cáp quang. OTDR có thể cung cấp thông tin có giá trị liên quan đến tính toàn vẹn của các sợi, cũng như bất kỳ kết nối và mối hàn dọc theo chiều dài của cáp. OTDR là một công cụ một đầu có thể được sử dụng để xác minh tính toàn vẹn của cáp cũng như khắc phục sự cố chạy cáp FTTA, do đó giảm thiểu việc leo tháp bổ sung. Trong quá trình xây dựng, OTDR cũng có thể được sử dụng để đo suy hao và suy hao phản xạ từ RRH và BBU riêng lẻ. Khi đó, OTDR có thể trở thành một công cụ cần thiết cho các hoạt động bảo trì, đảm bảo rằng suy hao tổng thể và độ phản xạ trên mỗi đầu connector vẫn ổn định và trong giới hạn có thể chấp nhận được.

- Vì tất cả thông tin RF được truyền qua cáp quang giữa RRH và BBU, các giải pháp đo kiểm hỗ trợ công nghệ RF qua CPRI (RFoCPRI) có thể khử ánh xạ các thành phần RF khỏi CPRI. Công nghệ RFoCPRI xác minh tín hiệu điều khiển CPRI và trích xuất lưu lượng người dùng hoặc dữ liệu RF (IQ) được truyền giữa BBU và RRH, cho phép theo dõi và phân tích tín hiệu nhiễu trên thiết bị di động (đường lên) cũng như hiệu suất của tín hiệu vô tuyến (đường xuống) . RFoCPRI cung cấp khả năng tách bản đồ và phân tích dữ liệu mặt phẳng người dùng, cho phép các hoạt động bảo trì và khắc phục sự cố RF được thực hiện ở mặt đất thông qua khớp nối sợi quang tại BBU. Điều này có những lợi ích đáng kể bao gồm:

+ Loại bỏ công việc leo tháp di động và cải thiện độ an toàn.

+ Giảm thiểu số lượng dụng cụ đo kiểm cần thiết.

+ Giảm đáng kể thời gian bảo trì ngoài trời và chi phí vận hành.

V. Tương lai của Fiber to the antena

- Nhu cầu của người tiêu dùng và tiến bộ công nghệ sẽ tiếp tục thách thức cơ sở hạ tầng băng thông rộng và đòi hỏi phải đổi mới nhiều hơn. Khi những cải tiến gia tăng như ăng-ten tích cực được tích hợp với RRH để loại bỏ nhu cầu sử dụng tất cả đồng trục, công nghệ tế bào nhỏ và xây dựng tháp tiếp tục phát triển, có thể yên tâm giả định rằng tương lai của cáp quang đến ăng-ten có thể còn nhiều điều bất ngờ hơn nữa.

- Sự ra đời của mạng không dây 5G, với tốc độ kết nối nhanh hơn gấp 100 lần so với 4G, sẽ đòi hỏi nhiều small cell sites / DAS hơn cũng như những cải tiến về băng thông của tháp ăng ten thông thường. Sợi quang sẽ tiếp tục cung cấp cho mạng lưới ngày càng phát triển này bởi vì chỉ có sợi quang mới có thể hỗ trợ quá trình hoạt động trở lại của các small cell site này được tạo ra bởi sự gia tăng mạnh của lưu lượng truy cập.

- Cáp quang tới anten (FTTA) là một tiến bộ vô giá trong kiến ​​trúc băng thông rộng, cho phép phạm vi phủ sóng bắt kịp với nhu cầu sử dụng. Bằng cách tiếp tục tuân thủ các quy trình lắp đặt và đo kiểm sợi tốt nhất một cách nhất quán.