Systemy DAS w praktyce – scenariusze wdrożeń i korzyści

Pełne zrozumienie znaczenia teorii i procesów projektowych wymaga przeanalizowania, jak technologia DAS radzi sobie z realnymi problemami w różnych środowiskach. W tym rozdziale przyjrzymy się konkretnym scenariuszom wdrożeniowym, ze szczególnym uwzględnieniem innowacyjnego wykorzystania istniejącej infrastruktury.

Przykład 1: Rewolucja w DAS – wykorzystanie istniejącej infrastruktury budynkowej lub zewnętrznej

Jednym z największych wyzwań przy wdrażaniu aktywnego DAS jest koszt i złożoność instalacji nowego okablowania, zwłaszcza w już funkcjonujących budynkach. Jednak najnowsza generacja systemów, często określana jako cyfrowy DAS lub DAS over Ethernet, całkowicie zmienia zasady gry, pozwalając na
wykorzystanie infrastruktury, która już istnieje w 99% budynków komercyjnych.

Scenariusz 1: DAS po skrętce komputerowej (DAS over Ethernet)

Problem: Czterogwiazdkowy hotel z wieloletnimi tradycjami chce zapewnić swoim gościom doskonały zasięg komórkowy, ale budynek ma skomplikowaną architekturę, a prowadzenie nowych kabli światłowodowych lub koncentrycznych byłoby niezwykle inwazyjne, kosztowne i zakłóciłoby pracę obiektu. Budynek posiada jednak istniejącą, rozbudowaną strukturalną sieć okablowania LAN (skrętka Cat 5e/6) doprowadzoną do każdego pokoju i pomieszczenia wspólnego.

Rozwiązanie: cyfrowy DAS
Architektura takiego systemu wygląda następująco:

• Jednostka centralna (Hub) jest instalowana w głównej serwerowni budynku i podłączana do źródła sygnału.
• Hub jest podłączany do przełączników (switchy) istniejącej w budynku sieci LAN. Sygnał radiowy jest digitalizowany, zamieniany na pakiety danych i enkapsulowany w standardowym ruchu sieciowym IP.
• Te pakiety danych podróżują przez istniejącą sieć LAN, tak samo jak dane do komputerów czy telefonów VoIP.
• W docelowych lokalizacjach (np. na korytarzach, w salach konferencyjnych), do standardowego gniazdka sieciowego RJ-45 podłączana jest aktywna antena (lub jednostka zdalna z anteną).
• Urządzenie to jest zasilane przez Power over Ethernet (PoE++) z przełącznika sieciowego – nie wymaga podłączenia do lokalnego gniazdka elektrycznego.
• Jednostka ta odbiera pakiety danych z sieci LAN, dekoduje je, konwertuje z powrotem na analogowy sygnał RF i wypromieniowuje go, zapewniając lokalne pokrycie.

Zalety tego podejścia:

• Drastyczna redukcja kosztów i czasu instalacji: eliminuje potrzebę instalacji nowego, dedykowanego okablowania dla systemu DAS. Wykorzystuje inwestycję, którą właściciel budynku już poniósł w infrastrukturę LAN. Instalacja sprowadza się do montażu urządzeń w serwerowni i „wpinania” anten do gniazdek sieciowych.
• Minimalna inwazyjność: idealne dla działających obiektów (hotele, szpitale, biura), gdzie dodatkowe prace budowlane są dalece niewskazane.
• Elastyczność i skalowalność: dodanie nowej strefy pokrycia jest tak proste, jak podłączenie nowej anteny do najbliższego wolnego portu w switchu. Zmiana lokalizacji anteny również nie stanowi problemu.
• Konwergencja infrastruktury: jedna, wspólna infrastruktura kablowa obsługuje IT, Wi-Fi i łączność komórkową. Upraszcza to zarządzanie i obniża koszty utrzymania.

Scenariusz 2: Wykorzystanie istniejących światłowodów

Problem: Duży kampus uniwersytecki lub kompleks biurowy składa się z kilku oddalonych od siebie budynków. W każdym z nich jest słaby odbiór telefonii mobilnej. Pomiędzy budynkami istnieje już infrastruktura światłowodowa, położona lata temu na potrzeby sieci komputerowej, ale część włókien jest niewykorzystywana.

Rozwiązanie: Standardowy Aktywny DAS
W tym scenariuszu nie trzeba prowadzić nowych, kosztownych prac, aby połączyć budynki.

• Centralny Hub systemu DAS jest instalowany w głównym budynku kampusu, gdzie znajduje się również źródło sygnału.
• Sygnał optyczny z Huba jest wprowadzany do istniejących, niewykorzystywanych włókien światłowodowych biegnących do pozostałych budynków.
• W każdym z odległych budynków, sygnał z „ciemnego włókna” jest podłączany do lokalnej jednostki zdalnej (RU) lub zestawu jednostek, które następnie dystrybuują sygnał wewnątrz danego obiektu (już za pomocą dedykowanego okablowania wewnętrznego).

Zalety:

• Ogromna oszczędność kosztów: unika się najdroższej części projektu – prac związanych z układaniem nowego okablowania między budynkami.
• Szybkość wdrożenia: wykorzystanie istniejącej infrastruktury znacząco skraca czas realizacji projektu.
• Efektywna centralizacja: pozwala na zarządzanie zasięgiem w całym, rozległym kampusie z jednego, centralnego punktu.

Przykład 2: DAS w różnych typach obiektów

Każdy typ budynku stawia przed projektantami i wykonawcami systemów DAS unikalne wyzwania.

Biurowce klasy A (premium)

• Wyzwania: wysokie wymagania estetyczne (dyskretne anteny), duża gęstość użytkowników, zapotrzebowanie na wysoką pojemność (dużo rozmów, streaming wideo, telekonferencje), wsparcie dla wielu operatorów (wymóg najemców), nowoczesne fasady szklane mocno tłumiące sygnał.
• Rozwiązanie DAS: zazwyczaj aktywny, światłowodowy DAS, często w wersji cyfrowej (po skrętce), aby zminimalizować ingerencję w aranżację wnętrz. Kluczowe jest wsparcie dla MIMO 2×2/4×4 dla zapewnienia wysokich prędkości LTE/5G. Projekt musi uwzględniać podział na strefy o różnym
  zapotrzebowaniu na pojemność (np. więcej anten w stołówce i salach konferencyjnych, mniej w ciągach komunikacyjnych).

Centra handlowe

• Wyzwania: ogromne, otwarte przestrzenie (atria) i długie, wąskie pasaże. Bardzo wysoka i dynamicznie zmieniająca się gęstość użytkowników (szczyty w weekendy, wyprzedaże). Konieczność pokrycia parkingów wielopoziomowych. Potencjał dla usług opartych na lokalizacji (LBS – Location Based Services), np. kierowanie klientów do sklepów.
• Rozwiązanie DAS: często system hybrydowy. Jednostki zdalne o dużej mocy umieszczone w punktach technicznych obsługują duże strefy za pomocą sieci pasywnej. W miejscach o ekstremalnej gęstości (np. food court) stosuje się dedykowane anteny z aktywnego systemu. Kluczowa jest pojemność – system
  musi być zasilany z dedykowanych stacji bazowych (BTS) o dużej wydajności.

Szpitale

• Wyzwania: krytyczne znaczenie niezawodnej komunikacji dla personelu medycznego. Absolutny wymóg braku interferencji z czułą aparaturą medyczną. Materiały budowlane o wysokim tłumieniu (np. ściany
  w pracowniach RTG z osłonami ołowianymi). Potrzeba wsparcia dla dedykowanych systemów łączności.
• Rozwiązanie DAS: wyłącznie aktywny, światłowodowy DAS. Światłowód jest w 100% odporny na zakłócenia elektromagnetyczne i sam ich nie generuje, co jest kluczowe w tym przypadku. System musi być precyzyjnie zaprojektowany, aby poziomy mocy promieniowane z anten były bezpieczne dla aparatury medycznej. Często system integruje nie tylko łączność komórkową, ale też sygnały Wi-Fi i inne systemy radiowe (jak np. prywatna sieć 5G) na jednej platformie.

Stadiony i areny sportowe

• Wyzwania: najbardziej ekstremalne środowisko dla sieci mobilnej. Ekstremalna gęstość użytkowników (dziesiątki tysięcy ludzi skupionych na małej powierzchni) generująca gigantyczne zapotrzebowanie na pojemność w krótkim czasie (np. podczas przerwy w meczu, gdy wszyscy sięgają po telefony). Otwarta przestrzeń powoduje silne interferencje z zewnętrzną siecią makro.
• Rozwiązanie DAS: bardzo złożony, wielooperatorski, aktywny DAS o ogromnej pojemności. Stosuje się tzw. sektoryzację – trybuny dzieli się na wiele małych sektorów, z których każdy jest obsługiwany przez dedykowaną antenę kierunkową. Pozwala to na wielokrotne wykorzystanie tych samych
  częstotliwości w różnych częściach stadionu. System musi być zasilany przez kilka dedykowanych stacji bazowych (BTS/eNodeB) od każdego operatora. Anteny są często ukrywane w konstrukcjach dachu, balustradach czy pod siedzeniami, aby precyzyjnie „oświetlać” dany sektor.