Qu'est-ce qu'une antenne CBRS ? Guide complet

Le service radio à large bande pour les citoyens change la donne dans le domaine de la communication sans fil moderne. Les antennes CBRS, spécialement conçues pour l'utilisation efficace de la bande CBRS, jouent un rôle important dans la mise en place des réseaux 5G, des systèmes LTE privés et de diverses applications IoT. Cet article explore les différents types d'antennes CBRS, leurs cas d'utilisation, leur implication dans les entreprises et la technologie sans fil 5G. En outre, il aborde également le potentiel des antennes CBRS optimisées par l'IA pour façonner l'avenir des technologies sans fil.

Introduction au CBRS

Le CBRS représente une avancée significative dans le domaine de la communication sans fil en offrant un spectre partagé qui concilie accessibilité, flexibilité et efficacité. S'étendant entre 3,55 GHz et 3,7 GHz, le spectre CBRS offre une alternative rentable aux options traditionnelles basées sur les opérateurs pour déployer des réseaux LTE et des réseaux sans fil privés. Réseaux 5G.

Les antennes CBRS sont la force motrice des progrès réalisés dans le domaine CBRS. Ces antennes assurent une connectivité à haut débit et à faible latence, ce qui en fait un élément essentiel des écosystèmes de communication sans fil actuels et futurs.

Qu'est-ce que le spectre CBRS ?

La bande CBRS est une largeur de bande de 150 MHz allant de 3,55 GHz à 3,7 GHz, exclusivement disponible aux États-Unis et réglementée par la Federal Communications Commission (FCC).

Conçu comme une ressource flexible pour des applications telles que les réseaux mobiles privés, Pour garantir une utilisation efficace, le CBRS fonctionne selon un système à trois niveaux. Au niveau le plus élevé se trouvent les utilisateurs historiques, tels que la marine américaine et les stations terrestres de satellite, qui sont entièrement protégés contre les interférences. Viennent ensuite les utilisateurs bénéficiant d'une licence d'accès prioritaire (PAL), qui ont acheté des droits d'accès à 10 canaux MHz pour une durée maximale de trois ans. Enfin, les utilisateurs General Authorized Access (GAA) peuvent accéder à la bande moyennant une redevance mensuelle modique, à condition de ne pas interférer avec les utilisateurs de niveau supérieur.

Afin d'éviter les conflits d'accès, le système d'accès au spectre (SAS) mandaté par la FCC coordonne l'utilisation entre les niveaux, ce qui permet au CBRS d'accepter une variété d'applications tout en encourageant l'innovation dans la communication sans fil.

Qu'est-ce qu'une antenne CBRS ?

Les antennes CBRS sont spécialement conçues pour les applications dans la largeur de bande de 3,55 GHz à 3,7 GHz, également connue sous le nom de Bande 48. Ces antennes sont disponibles dans une variété de configurations telles que les antennes directionnelles, omnidirectionnelles, sectorielles et à panneaux. Cette diversité de conception permet une couverture efficace à l'intérieur comme à l'extérieur, ainsi qu'une connectivité mobile pour les véhicules, améliorant ainsi la capacité et l'efficacité globales du réseau.

Alors que de nombreuses entreprises, institutions, installations et chantiers mettent en place des réseaux LTE et 5G privés en utilisant le spectre CBRS, ces antennes jouent un rôle crucial dans la fourniture d'une connectivité à haut débit adaptée aux besoins spécifiques de chaque organisation. En outre, comme ces antennes prennent en charge des cas d'utilisation tels que l'intégration d'appareils IoT, la fabrication intelligente et la couverture sans fil à l'échelle du campus, elles sont devenues des composants essentiels pour faire progresser la transformation numérique.

Les antennes CBRS constituent une alternative rentable aux réseaux traditionnels gérés par les opérateurs, permettant aux utilisateurs d'exploiter tout le potentiel de la bande CBRS. Elles offrent des vitesses de données améliorées, une latence réduite et une meilleure capacité de réseau dans les environnements à forte demande.

Types d'antennes CBRS

Les antennes CBRS sont disponibles en différents types, chacun offrant des avantages uniques pour répondre aux différentes exigences de la bande CBRS. Voici quelques-uns des principaux types d'antennes CBRS :

1. Antenne de panneau

Les antennes CBRS Panel sont des antennes directionnelles qui se distinguent par leur forme rectangulaire plate. Ces antennes offrent généralement des gains allant de 6 dBi à 18 dBi avec des largeurs de faisceau horizontales de 30 à 120 degrés, ce qui les rend idéales pour une couverture ciblée du signal.

Comme ces antennes sont capables de concentrer l'énergie des radiofréquences dans une direction étroite définie, elles sont largement utilisées dans les réseaux cellulaires, les réseaux à large bande sans fil et les systèmes de communication point à point dans les zones urbaines denses où les interférences sont nombreuses.

2. Antenne Yagi

Ces antennes sont généralement composées d'un élément entraîné, d'un réflecteur et de plusieurs directeurs. Conçues pour assurer la communication à longue distance, ces antennes offrent des gains compris entre 7 dBi et 20 dBi avec des largeurs de faisceau typiques allant de 20 à 50 degrés.

Comme les antennes Yagi sont capables de produire un diagramme de rayonnement focalisé, elles excellent généralement dans la formation de liaisons point à point, la réception de médias par voie hertzienne et l'accès à distance lorsqu'il y a un besoin de signaux stables et de haute qualité sur de longues distances.

3. Antenne sectorielle

Les antennes sectorielles CBRS sont conçues pour les applications nécessitant une couverture étendue dans les plages angulaires de 60, 90 et 120 degrés.

Comme ces antennes offrent un gain élevé allant de 10 dBi à 18 dBi, elles peuvent garantir une transmission efficace du signal sur de grands espaces, réduisant ainsi efficacement le nombre d'antennes nécessaires pour une couverture optimale. En général, plusieurs antennes sectorielles sont combinées pour former des cellules afin de minimiser les chevauchements et les interférences dans les déploiements CBRS.

Ces antennes peuvent être conçues pour être doublement polarisées et prendre en charge des configurations à entrées et sorties multiples (MIMO). Elles sont idéalement utilisées dans des contextes où un débit de données élevé et une grande fiabilité sont nécessaires.

4. Antenne en fibre de verre

Les antennes en fibre de verre présentent un diagramme de rayonnement omnidirectionnel et sont enveloppées dans une gaine en fibre de verre durable, ce qui leur permet de résister aux environnements extérieurs difficiles.
Comme ces antennes sont capables de résister à des conditions météorologiques extrêmes, aux rayons UV, à la corrosion et aux vents violents, elles sont généralement utilisées dans les systèmes de communication marins, les systèmes de surveillance industriels et dans les réseaux IoT où des performances robustes et constantes sont essentielles.
En plus de l'omnidirectionnalité, ces antennes offrent un gain décent allant de 2 dBi à 12 dBi, ce qui en fait de bonnes candidates pour les zones étendues où la direction du signal est sujette à des variations.

5. Antenne à monter au plafond

Ces antennes sont des antennes omnidirectionnelles spécialement conçues pour une utilisation en intérieur.
Avec des gains variant entre 3 dBi et 8 dBi, ces antennes offrent une connectivité fiable dans les espaces clos tels que les bureaux, les hôpitaux et les espaces de vente, tout en se fondant facilement dans leur design esthétique discret.
Les antennes de plafond sont généralement utilisées pour la mise en place de systèmes d'antennes distribuées (DAS), de réseaux LTE privés et de réseaux d'entreprise, car elles offrent les meilleures options de couverture à l'intérieur.

6. Antenne de canard en caoutchouc

Les antennes canard en caoutchouc sont des antennes compactes spécialement conçues qui sont communiquement utilisées dans les appareils portables pour la communication à courte portée.
Avec des gains de 2 dBi à 5 dBi, ces antennes sont communiquement utilisées dans les appareils radio portables, les appareils IoT et les capteurs industriels.
L'antenne canard en caoutchouc est dotée d'une bobine hélicoïdale qui en fait une option flexible et durable, capable de résister aux contraintes physiques et à l'usure, ce qui en fait une solution pratique pour les besoins portables compatibles CBRS.

Principales applications des antennes CBRS

CBRS pour les réseaux d'entreprise

Les antennes CBRS sont un élément essentiel dans l'établissement de réseaux privés d'évolution à long terme (LTE) et 5G pour les environnements d'entreprise tels que les entrepôts, les campus et les hôpitaux.

Dans les entrepôts en particulier, les antennes CBRS sont utilisées pour maximiser l'efficacité opérationnelle en permettant le suivi des actifs, la gestion des stocks en temps réel et la manipulation automatisée des matériaux grâce à une connectivité à haut débit entre les appareils, ce qui permet de réduire les retards dans la logistique et d'augmenter la productivité globale.

Les antennes CBRS sont utilisées dans les campus pour faciliter une meilleure connectivité pour les applications de bâtiments intelligents telles que l'éclairage, les systèmes CVC et la vidéosurveillance compatibles avec l'IdO, afin d'améliorer l'efficacité opérationnelle et la productivité des employés.

Dans les hôpitaux, les réseaux CBRS sont utilisés pour des applications critiques telles que la surveillance des patients en temps réel, la télésanté et les appareils médicaux sans fil, ce qui permet d'améliorer les soins de santé tout en respectant les normes établies.

L'amélioration de la fiabilité et de la sécurité ainsi que la plus grande souplesse offertes par les antennes CBRS permettent aux entreprises de mieux contrôler leurs communications, avec une moindre dépendance à l'égard de fournisseurs externes offrant une évolutivité en fonction de l'évolution des besoins.

Intégration avec la technologie 5G

Le spectre à bande moyenne (3,55 GHz - 3,7 GHz) utilisé par les antennes CBRS offre à la 5G NR (New Radio) une largeur de bande équilibrée entre vitesse et couverture.

Le spectre CBRS à bande moyenne est considéré comme idéal car il est plus rapide que les fréquences à basse bande utilisées dans les anciens réseaux et couvre également des zones plus étendues que les bandes mmWave (extrêmement haute fréquence).

Les antennes CBRS sont efficaces pour étendre la couverture 5G à des zones allant des villes urbaines densément peuplées aux banlieues rurales.

En outre, ils peuvent augmenter la capacité du réseau, ce qui permet à l'internet 5G de gérer plusieurs appareils à la fois.
Comme les antennes CBRS utilisent un modèle de spectre partagé qui empêche les interférences et est abordable, elles aident les entreprises et les institutions à mettre en place leurs propres réseaux 5G pour des entreprises telles que l'automatisation des usines, les appareils IoT et l'agriculture intelligente de manière rentable, sans être confrontées à des interférences les unes avec les autres.

En outre, comme les antennes CBRS offrent une faible latence et des vitesses de données élevées, elles peuvent prendre en charge les applications les plus futuristes de la 5G, telles que la réalité augmentée (AR), la réalité virtuelle (VR) et les voitures autonomes.

En résumé, les antennes CBRS sont un élément essentiel pour le succès de la 5G NR car elles permettent des réseaux plus rapides, plus fiables et plus abordables.

En élargissant la portée de la 5G et en soutenant les applications de pointe qui lui sont associées, les antennes CBRS permettent à la technologie 5G d'atteindre son plein potentiel.

Dans le domaine de la sécurité publique et des services d'urgence

Les antennes CBRS peuvent fournir une bande dédiée aux premiers intervenants, avec une connectivité fiable pour la voix et les données en cas d'urgence.

Les antennes CBRS peuvent assurer une communication ininterrompue, en particulier dans les zones où les réseaux cellulaires traditionnels risquent d'être interrompus en raison de catastrophes naturelles ou de situations d'urgence.

Cela est essentiel pour le succès des applications critiques telles que les opérations de drones, la localisation et les systèmes de surveillance basés sur des capteurs.

Pour les véhicules connectés et les transports

Les services V2X (Vehicle-to-everything) assurés par des installations CBRS permettent d'améliorer la gestion du trafic, de réduire les encombrements et de contribuer à la sécurité générale des transports.

Les antennes CBRS offrant une connectivité fiable et à faible latence, elles sont hautement souhaitables pour les véhicules autonomes, qui ont besoin d'une communication en temps réel entre le véhicule et l'infrastructure pour réduire l'intervention humaine dans des tâches telles que la navigation et la détection d'obstacles.

Les antennes CBRS sont également très efficaces dans les systèmes de gestion de flotte, en particulier dans les domaines de la logistique et du transport.

Ils sont utilisés pour le suivi en temps réel, la surveillance des performances des véhicules et l'optimisation des opérations logistiques, ce qui permet de réduire les coûts d'exploitation et d'améliorer l'efficacité opérationnelle.

Fournisseurs d'antennes CBRS et leaders du marché

Principaux fournisseurs d'antennes CBRS

Les antennes CBRS devenant de plus en plus populaires en raison de leur potentiel d'amélioration de la communication sans fil, les vendeurs proposant diverses solutions d'antennes CBRS connaissent une croissance considérable. Voici quelques-uns des principaux acteurs qui excellent dans l'offre de solutions d'antennes CBRS :

CommScope

CommScope fournit une gamme de solutions d'antennes CBRS comprenant des conceptions mono ou multi-bandes qui peuvent prendre en charge à la fois les services CBRS et les services traditionnels. Ces antennes offrent également des solutions optimisées pour les zones urbaines à haute densité avec des capacités avancées de formation de faisceau pour améliorer le débit et l'efficacité opérationnelle.

Marque mobile

Mobile Mark propose des solutions d'antennes flexibles dédiées aux réseaux privés LTE et CBRS. Cette gamme de solutions comprend un large éventail de configurations qui conviennent à la fois aux applications commerciales et industrielles.

Antennes KP Performance

Ce fournisseur de solutions propose un ensemble varié d'options d'antennes CBRS pour une utilisation répandue dans l'accès sans fil fixe, le haut débit rural et les configurations CBRS liées aux entreprises. Il propose également des configurations à double et multiport spécialement conçues pour les applications MIMO.

Forme d'onde

Waveform se spécialise dans les antennes CBRS de haute performance telles que l'antenne directionnelle à haut gain QuadPRO qui comporte un panneau MIMO 4×4 avec un faisceau focalisé étroit. Waveform propose également des solutions compactes adaptées aux besoins CBRS commerciaux et résidentiels dans les zones urbaines et suburbaines.

Samsung

Samsung propose des solutions CBRS à haute sécurité et à faible latence qui sont très efficaces dans les applications critiques. Son portefeuille comprend une large gamme de solutions d'antennes allant de Massive MIMO aux petites cellules extérieures, toutes certifiées par OnGo Alliance.

Comparaison des produits

Les antennes CBRS les plus utilisées sont les suivantes :

Note : Les prix sont approximatifs et peuvent varier en fonction du détaillant et des configurations spécifiques.

Tendances futures des antennes CBRS

Antennes intelligentes et optimisation de l'IA

L'intelligence artificielle (IA) a le potentiel de révolutionner les systèmes d'antennes CBRS en termes de conception et d'efficacité opérationnelle.

En ce qui concerne l'optimisation de la conception, les simulations d'IA peuvent rationaliser le processus de test des antennes en contribuant à des modèles de rayonnement précis avec des capacités de bande passante adaptative et une adaptation d'impédance optimisée. En outre, en prévoyant l'encombrement du réseau, l'allocation dynamique des ressources et l'ajustement de la couverture en fonction des schémas d'utilisation en temps réel, les solutions CBRS basées sur l'IA peuvent garantir un fonctionnement fiable et améliorer les performances du réseau.

Technologies sans fil émergentes

Alors que les technologies sans fil continuent d'évoluer, les antennes CBRS sont prometteuses pour s'adapter aux exigences croissantes des réseaux IoT et 6G.

Les antennes CBRS excellent dans la gestion de la connectivité à haute densité, ce qui les rend idéales pour assurer une communication fiable entre les appareils IoT répartis dans divers environnements avec des forces de signal variables. Avec l'intégration de la formation de faisceau adaptative pilotée par l'IA dans les antennes CBRS, les applications IoT des villes intelligentes et industrielles peuvent bénéficier de manière significative de leurs performances améliorées.

Avec l'arrivée de la technologie 6G, les antennes CBRS seront confrontées à de nouveaux défis et de nouvelles opportunités. Comme la 6G met l'accent sur la communication ultra fiable à faible latence (URLLC) et sur le nombre massif d'appareils connectés (mMTC), les antennes CBRS devront être capables de gérer des bandes de fréquences plus élevées telles que le spectre subtérahertz. Ces progrès permettront aux antennes CBRS de rester flexibles et prêtes à répondre aux demandes croissantes d'un avenir caractérisé par une connectivité améliorée.

Conclusion

Les antennes CBRS restent à l'avant-garde du paysage moderne de la communication sans fil. Leur capacité à fournir une connectivité fiable dans divers environnements, entreprises et applications IoT leur confère une position importante dans le domaine de la communication sans fil.

Alors que l'industrie de la communication sans fil continue à se développer, les antennes CBRS continueront à jouer un rôle essentiel pour répondre aux exigences des réseaux de communication actuels et de la prochaine génération.