Desde a privatização das telecomunicações em 1998, houve uma explosão de acesso – principalmente no que diz respeito à comunicação móvel no Brasil. E isso, aliado ao avanço das tecnologias, aumento de bandas de frequências e a melhoria dos dispositivos móveis, têm sido os responsáveis por um acesso com qualidade e capacidade aos seus usuários com serviços de voz ou dado, possibilitando que tenham a mesma experiência com taxas de dados, velocidades e qualidade iguais às redes fixas, mas com as vantagens que uma rede móvel possui.
Com a evolução das tecnologias de acesso móvel, desde a primeira geração, onde a disponibilidade era somente voz, chegando até a 4ª geração que vivemos atualmente em um modelo principalmente baseado em tráfego dados , temos uma mudança completa de perfil na utilização. Cerca de 80% do tráfego originado/terminado está em ambientes indoors(1) e a necessidade de um atendimento dedicado se tornou essencial para as operadoras de telefonia móvel. Essas soluções, conhecidas como Sistema de Distribuição de Antenas (DAS em inglês), possibilitam uma melhor qualidade e distribuição homogênea de sinal e, dessa forma, chega a esses usuários que demandam uma alta taxa de dados para poderem utilizar de forma apropriada suas devidas aplicações.
Quais tipos de soluções podem prover um acesso de qualidade ao usuário indoor?
Dessas soluções/tecnologias de DAS para cobertura móvel em sistemas indoors, podemos destacar dois tipos de atendimentos:
- Soluções PASSIVAS: que são realizadas com elementos passivos, como combinadores e divisores de sinais e trafegados por cabos coaxiais até as antenas.
- Soluções ATIVAS, onde se utiliza módulos conversores elétricos/óticos possibilitando uma maior distância e range de cobertura até as antenas.
Cada uma dessas soluções possui particularidades e podem ser avaliadas para que seja possível identificar qual é o melhor tipo ser adotada para o seu empreendimento.
Tanto o DAS (Distributed Antenna System – Sistema de Antenas Distribuídas) passivo quanto o ativo são soluções para duas questões de ambientes indoor.
Primeiramente, qual é a diferença entre DAS Passivo e DAS Ativo?
Se você for o administrador de um edifício ou um investidor de um empreendimento imobiliário, a necessidade se resume à experiência de seus usuários e inquilinos.
Para um shopping, um usuário com boa cobertura celular pode se motivar a voltar mais vezes, pois a satisfação no atendimento de serviços é maior. Para um hotel, para citar mais um exemplo, a percepção de hospitalidade do usuário pode ser comprometida caso não possua cobertura dentro das acomodações.
Se você for uma operadora de telefonia, o objetivo principal de se ter um sistema DAS é o atendimento com qualidade dos usuários indoor. Um usuário indoor, sendo atendido por uma torre macro ou uma cobertura outdoor, consome muito mais recursos da rede para ter o atendimento garantido.
Vale mencionar que o aparelho celular de um usuário em um ambiente indoor irá transmitir em potência mais alta para poder “ser ouvido” pelo site macro, contribuindo para a elevação do piso de ruído dessa torre. Como consequência, nesse cenário exposto, o sistema irá desperdiçar recursos tentando conectar o usuário, que não tem condições ideais para acessar a rede com qualidade e, dessa forma, prejudicando a rede e os indicadores das operadoras.
Por isso a cobertura indoor é tão importante para as operadoras. Com uma cobertura indoor dedicada, a operadora agora pode utilizar os recursos que estavam sendo gastos para atendimento desse usuário indoor para garantir a cobertura com maior qualidade para os usuários externos.
Para simplificar, vamos usar o exemplo de uma palestra, em que o palestrante seria nossa torre de celular, e a plateia, os usuários. Se todos estão no mesmo ambiente, a comunicação fica facilitada, o palestrante pode falar (transmitir o sinal/downlink) em um tom de voz mais baixo, e a plateia, para se comunicar , também utiliza o mesmo tom. Afinal, ambos possuem comunicação direta, e o ruído no ambiente se mantém baixo.
Agora, se movemos o palestrante para um área externa ao auditório. Ele precisará “gritar” para ser ouvido. E a plateia, da mesma maneira, também precisará falar mais alto para ser ouvida pelo palestrante. Temos agora um ambiente com muito ruído e sem eficácia na comunicação verbal.
Essa analogia serve para exemplificar a importância de uma cobertura indoor de qualidade: liberar recursos das torres Macros. Esta dificuldade de comunicação do sinal outdoor com os usuários indoor pode ocorrer devido a duas razões principais:
1 – Falta de sinal por conta de distância da fonte emissora de sinal (antena)
2 – Falta de sinal por conta de barreiras físicas
Ambas as alternativas de cobertura indoor servem para facilitar esta comunicação.
Sistema DAS Passivo
Um sistema DAS PASSIVO, como explicamos brevemente acima, é composto unicamente por elementos que não agregam nenhum tipo de ganho à rede. Em todo o sinal que é gerado da fonte de sinal das operadoras (BTS) são aplicadas perdas por esses elementos passivos, como combinadores, cabos e divisores de potência, até chegar às antenas. Elas emitem os sinais gerados por essa BTS (downlink) e recebem os sinais de retorno (UpLink) dos aparelhos móveis dos usuários.
Pelo fato de não haver essa regeneração de sinal ou compensações por perdas dos elementos PASSIVOS, há uma necessidade de verificação para saber se a potência que finalmente irradia da antena é suficiente para atender os requisitos mínimos de cobertura de toda área de escopo de atendimento. Além do fato da potência de downlink que trabalha com dezenas de Watts, o ponto mais crítico é o sentido inverso, ou seja, o Uplink, pois o aparelho móvel atua com bem menos potência (miliwatts) para se comunicar com a rede e, dessa forma, esse é o ponto mais sensível a uma rede de qualidade quando se trata de atendimento dedicado (sistema indoor), seja um sistema Passivo ou Ativo.
Desta forma, um projeto muito bem desenhado e com definições claras de todos os aspectos, sejam em arquitetura, constituições de material, disposições do ambiente, entre outros detalhes, é vital para um sistema de qualidade. Em muitos casos, acontece do usuário possuir um ótimo sinal da rede, mas a comunicação não performa da forma prevista. Isso se dá pelo fato desse desbalanceamento entre o down e uplink. Isso porque, no projeto é analisado apenas os parâmetros/indicadores de Downlink quando o uplink é o indicador mais sensível da rede.
Para que haja um bom equilíbrio entre os 2 caminhos, se define quais redes passivas são aplicáveis para empreendimentos de pequeno porte, para que possa ter um balanceamento mais correto entre as potências.
DAS Ativo
O sistema DAS ATIVO utiliza um sistema de amplificadores para um melhor e mais eficiente balanceamento das potências entre Down e Uplink. O sinal da BTS das operadoras, ao ser gerado, ao invés de trafegar por cabos durante todo o caminho até a chegada da antena, é convertido para fibra ótica, logo próximo a sua origem. Essa fibra percorre todo o empreendimento (sem ocasionar perdas no sinal) até chegar aos elementos amplificadores de sinal (Unidade Remota – RU) que estão localizados perto de onde ficam instaladas as antenas. Dessa forma, o sistema utiliza uma quantidade de cabos substancialmente menor que um sistema passivo, o que resulta em perdas reduzidas de sinal.
Como explicado no sistema Passivo, o ponto mais crítico da rede indoor é o Uplink e, desta forma, como estamos inserindo menos perdas na rede, isso reflete diretamente o uplink – o que gera um melhor balanceamento de toda a rede.
Dessa forma, um sistema DAS ATIVO é amplamente utilizado para cobrir áreas maiores ou áreas de importância de atendimento. Por se tratar de um sistema eletrônico, o DAS ATIVO pode ser monitorado e ajustado remotamente, ganhando em facilidade de operação e manutenção, assim como agilidade, visto que para determinados ajustes não é necessário visita em campo (atuações na rede que levariam dias num sistema passivo, podem ser realizadas em minutos no sistema ativo).
Quando necessitamos de um sistema indoor, ambas opções podem atender nossas necessidades; entretanto há vantagens e desvantagens em cada um conforme descrevemos abaixo:
Características do DAS PASSIVO
- Não há supervisão do sistema
Não é possível fazer um monitoramento da infraestrutura de forma remota. Por mais que se realizem inspeções rotineiras, será somente na verificação in loco que o problema – caso exista – poderá ser notado.
- Oculta problemas de VSWR devido a alta perda de retorno
Longos trechos de cabos coaxiais podem mascarar problemas de sinal de retorno, ou seja, mesmo não tendo o alarme de alto sinal de retorno, podem ser encontradas degradações no sinal de forma inexplicada, afetando diretamente a performance da rede e a experiência do usuário (baixa velocidades, dificuldade de conexões etc.). Além disso, esse problema pode colocar em risco a integridade dos equipamentos emissores de sinal.
- Muito difícil de realizar upgrades no sistema
É possível que aqui esteja o maior problema do DAS PASSIVO: ele atua apenas no hoje. Quando levamos em consideração a expansão da área de atendimento, coberta ou mesmo a chegada iminente do 5G, recorrer a uma infraestrutura que não está preparada para essa evolução pode ser uma péssima escolha, pois o investimento realizado hoje poderá ser totalmente descartado em pouco tempo.
- As perdas de força e sinal nos cabos degrada a performance do sistema
Se você escolher qualquer um dos sistemas obterá cobertura dentro do seu empreendimento, mas com qualidade diferente. No sistema ativo, tanto os cabos de fibras ópticas quanto os amplificadores garantem um sinal com extrema qualidade e força, já no DAS passivo há uma perda considerável pela ausência desses amplificadores e também pelo uso de cabos coaxiais, que fazem parte de uma tecnologia antiga e já superada. Se para um sinal de Downlink a questão de perda de sinal é muito sensível, quando se retrata o cenário para o Uplink este é muito mais complexo.
- Difícil equalização do sistema para se manter uma cobertura uniforme
Como a qualidade do sinal depende da distância do ponto de origem, é muito difícil garantir uniformidade na qualidade da cobertura em um sistema passivo. Áreas mais distantes do seu empreendimento podem enfrentar uma discrepância muito clara em comparação a áreas mais próximas da origem do sinal.
- PIM
Um indicador muito importante nas atuais redes 4G é a intermodulação de sinais que são os resultados de vários sinais de diferentes frequências em um ponto (como o conector de alguns elementos passivo, por exemplo). Pode ser visto representado no gráfico abaixo como isso afeta a rede. Podemos notar que com um alto nível de ruído causado pelo PIM, temos um impacto direto no tráfego de dados da rede. E, ao momento que este PIM é solucionado, a rede já passa a ter um tráfego maior.
Fonte: WHITE PAPER: Eight Parameters for Optimal DAS Performance – By Morten Tolstrup
O DAS Passivo possui suas aplicações e elencamos abaixo algumas vantagens para contratação deste tipo de rede:
- Mais fácil implantação
Por possuir menos componentes, a sua implementação é mais simples do que no modelo ativo, demandando menos tempo e intervenções. Salvo condições onde há uma necessidade muito grande de cabos com bitolas maiores. Isso é comum em casos de implantações de sistemas passivos em médios e grandes empreendimentos, além de ser um gargalo para empreendimentos mais antigos onde a infraestrutura de passagens de cabos não possui espaço suficiente.
- Diferentes componentes de diferentes fabricantes são compatíveis
Uma vasta gama de componentes passivos está disponível hoje na indústria e eles podem ser intercambiáveis em uma implantação, assim tornando assim o projeto mais fácil e rápido na instalação. Essa maior oferta de possibilidades reflete em um projeto menos complexo.
- Pode ser instalado em ambientes hostis
São ideais para projetos com ambientes difíceis de se atuar ou que haja algum tipo de hostilidade, como túneis rodoviários onde a fuligem dos escapamentos de veículos podem danificar equipamentos eletrônicos com o tempo ou mesmo aplicações metrô ou em linhas de trens.
Características do DAS ATIVO
Até agora neste post ficou claro que um atendimento passivo pode ser a solução para necessidades simplificadas e de pequeno porte, onde não há perspectiva de evoluções tecnológicas ou expansão do empreendimento em curto prazo. Entretanto, se o foco de atendimento não atende essas premissas, a solução a ser adotada deverá ser o DAS ATIVO. Sua complexidade é justificada quanto à perspectiva de qualidade de rede, uniformidade da cobertura, gerenciamento remoto e atuação mais rápida em caso de incidentes entre outros aspectos, já citados neste post. Ou seja, é uma complexidade a favor da excelência que, com o fornecedor certo – com expertise e equipe qualificada de ponta a ponta -, será uma experiência de muito valor a todos da cadeia: desde o usuário que procura aplicações de qualidade e velocidade, passando pela satisfação da operadora em ter seu usuário contente com a rede provida e, assim, fidelizado por ter no empreendimento a segurança de uma rede de qualidade.
Vantagens do DAS Ativo
- Utiliza Unidades Remotas para maior capilaridade de cobertura em grandes áreas
A quantidade de Unidades Remotas (RUs) pode ser dimensionada conforme a necessidade de cada projeto. A variação desta quantidade dependerá do número de antenas necessárias para a cobertura do empreendimento, levando em conta a arquitetura do mesmo. A implantação destas RUs não possui limite de quantidade e pode ser inserida visando o completo atendimento do local. O projeto é desenhado para atendimento próximo de 100% da área de escopo de cobertura e com excelente qualidade.
Como falamos acima, essas Unidades Remotas estão dimensionadas para que estejam o mais próximas possíveis das antenas que atende, dessa forma mantendo-se o balanceamento entre o Downlink e o Uplink. Esse balanceamento é o ponto vital de um sistema indoor.
- Melhor qualidade de sinal
Lembremos novamente da analogia citada no início do post, na qual um palestrante (BTS operadora) estava um uma sala com sua a plateia (aparelhos móveis) e dessa forma podia perguntar e ouvir respostas de forma agradável. Em contraponto, quando este estava fora da sala e havia necessidade de todos gritarem, o nível de ruído era tão alto que ninguém se ouvia ou conseguir se entender.
Isso, no cenário do atendimento de telefonia móvel, se reflete na predição gerada pela equipe de engenharia da QMC, que utiliza o software da iBwave , onde a mesma área de atendimento é simulada para ambas as soluções (passiva e ativa), considerando que a potência irradiada pela antena, no sistema ativo ou passivo, é rigorosamente a mesma.
Desta forma, notamos que o aparelho móvel utiliza bem mais potência para se comunicar com a rede no SISTEMA PASSIVO do que no SISTEMA ATIVO. Isso se dá pois o aparelho móvel necessita vencer toda a perda de sinal proveniente dos cabos de RF no SISTEMA PASSIVO. Com isso, os aparelhos móveis, que precisam aumentar a potência de transmissão, começam a jogar ruído para todo o local, gerando interferências e baixando a qualidade de transmissão de dados e distorções na comunicação de voz.
Lilas – Maior potência sendo transmitida / Azul – Menor potência sendo transmitida
- Escalabilidade
A topologia da solução permite que sejam adensadas tantas RUs quanto necessárias. Se o empreendimento passou de 30.000 m² para 60.000 m² de área construída, a única adequação a ser feita será o adensamento de RUs e suas respectivas para a cobertura da nova localidade, sem a necessidade de um impacto significativo da rede existente. O DAS ATIVO pode crescer junto com o seu negócio.
- Preparado para novas tecnologias
Da mesma maneira, ele também está preparado para futuras evoluções de tecnologia – a curto prazo o 5G. O 5G é não só uma evolução das redes 4G, trata-se de uma nova metodologia de acesso onde o conceito é a massificação da internet das coisas (IoT) , não somente em nichos específicos da indústria, mas para atendê-la como um todo. Algumas das principais características da rede 5G são:
– Velocidades de navegação até 100x mais rápidas do que as do 4G.
– Baixa latência, que possibilitam aplicações verdadeiras de real time (veículos autônomos, cirurgia remota etc.)
– Diversidade na utilização do espectro de frequências, que possibilitará a múltipla conexão de usuários para diversos tipos de aplicação.
Ou seja: o DAS ATIVO é uma infraestrutura que atende o hoje e também pensa no amanhã.
- Monitoramento e supervisão
O DAS não é ativo apenas nos seus componentes, mas também no seu monitoramento e supervisão. Por meio de um NOC (Network Operations Center), a infraestrutura pode ser monitorada de forma proativa, sendo possível identificar eventuais problemas e necessidades de intervenção de forma muito mais cirúrgica, além de também possuir um calendário de inspeções preventivas. Tudo isso para garantir que possa operar sempre na sua capacidade máxima.
A certeza de um sistema de excelência para toda a cadeia
A execução de um sistema mais eficiente para sua rede sem fio de atendimento indoor passa por diversos requisitos até finalmente a escolha de uma rede passiva ou ativa. Um sistema ativo requer, além de um Centro de Operações de Rede (NOC) avançado – com sistemas e aplicações aderentes ao negócio -, uma equipe qualificada que possa preparar um projeto de RF condizente com a perspectiva de atendimento.
Para isso, são necessárias ferramentas avançadas e quantidade de licenças suficientes para que sejam gerados 4 ou 5 projetos em paralelo, por uma equipe qualificada que possa utilizar as ferramentas de predições da forma mais eficaz possível, sabendo analisar as informações geradas.
Após a implantação da solução desenhada na ferramenta de predição, é necessário que essa equipe de RF realize o correto comissionamento da solução. Concluída a implantação, podem ser necessárias interações do corpo técnico para um ajuste fino e otimização da rede. Todas essas atividades pós implantação requerem ferramentas e conhecimento específicos que o parceiro escolhido para a implantação deverá ter, caso contrário, o sistema estará degradado, gerando um impacto muito grande na performance da rede e, consequente, ocasionará uma frustração nas expectativas de todos os envolvidos.
A QMC Telecom é a empresa de compartilhamento com o maior número de sistemas ativos no mercado, de 60% a 70% da rede implantada, além de possuir todas as qualificações descritas para desenhar, implantar, ativar e operar uma rede DAS ATIVO.
Entre em contato agora mesmo com um especialista em rede indoor QMC.
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