분산 안테나 시스템(DAS)이란 무엇인가요?

날이 갈수록 기술의 발전으로 모바일 통신 네트워크의 인프라와 작동 기능이 업그레이드되고 있습니다. 1G가 도입된 이래로 우리는 기술적 변화뿐만 아니라 성능과 구조적 개선이라는 측면에서 통신의 세계에 큰 혁명을 목격해 왔습니다. 안타깝게도 각 셀룰러 세대는 속도, 커버리지, 용량에 대한 사용자의 증가하는 요구를 충분히 충족시키지 못했습니다. 5G 셀룰러 네트워크 는 비현실적인 기능과 서비스로 전 세계를 매료시킬 것을 약속합니다. 대부분의 대기업과 기업들은 이미 새로운 5G 기술 솔루션을 통해 생산성을 극대화할 수 있는 아이디어를 연구하기 시작했습니다. 5G가 제공하는 가장 혁신적이고 비용 효율적인 솔루션 중 하나는 일관된 신호 전송을 제공하고 최대한의 고객을 확보하기 위해 분산 안테나 시스템(DAS)이라는 개념입니다. 그렇다면 DAS란 무엇이며 어떻게 작동할까요? 이에 대한 답을 얻기 위해 이 글에서 자세히 살펴보겠습니다.

분산 안테나 시스템이란 무엇인가요?

분산 안테나 시스템(일명 DAS)은 서로 다른 위치에 배치된 여러 개의 안테나로 구성되어 동일한 지역에 일관된 무선 커버리지를 안정적으로 제공합니다. 기본적으로 이 시스템은 셀룰러 사용자가 다른 사람과 통신하거나 네트워크 서비스에 제대로 액세스할 수 없게 하는 고립된 커버리지 불량 지점의 문제를 해결하는 데 사용됩니다. 그리고 DAS 안테나 통신사의 허가된 주파수를 사용하여 신호를 송수신함으로써 에지 사용자에게 향상된 음성 및 데이터 서비스를 제공합니다. DAS 안테나는 서로 신호 간섭을 피하기 위해 총 전력을 낮춥니다.

DAS는 어떻게 작동하나요?

DAS는 최종 사용자에게 네트워크 액세스를 제공하는 분산 안테나에 도달하기 위해 소스 신호를 분할 및 증폭하는 무선 주파수(RF) 방향성 커플러와 무선 증폭기를 사용하여 커버리지가 좋지 않은 지역에 신호를 제공합니다. 일부 시나리오에서 DAS는 저손실 동축 케이블과 광섬유 케이블(라디오 오버 파이버 기술 사용)을 조합하여 안테나 간에 신호를 분할합니다. DAS에서는 여러 4G 천장 장착 안테나 를 건물의 여러 층에 설치하여 무선 셀룰러 커버리지를 확장합니다. 간단한 DAS는 다음과 같이 작동을 위한 두 가지 구성 요소로 구성됩니다:

1. 신호 소스

분산 안테나 시스템은 안테나에 신호를 분배하는 방식으로 작동하며 자체적으로 무선 신호를 생성하지 않습니다. 실제로 무선 신호를 생성하여 분산 안테나 세트에 공급하는 신호 소스가 필요합니다. 설치 요구 사항에 따라 DAS에 사용되는 신호 소스에는 세 가지 유형이 있습니다:

• 오프-에어(신호 소스가 지붕에 있는 경우): 오프-에어 신호 소스는 기부자 안테나옥상에 위치한 안테나로 이동통신사로부터 무선 신호를 수신하고 전송합니다. 도너 안테나의 신호가 강도와 품질이 높을 경우 가장 비용 효율적인 신호 소스입니다.
• BTS(온사이트 베이스 트랜시버 스테이션): 온사이트 BTS/NodeB/eNodeB는 기지국과 동일한 방식으로 작동합니다. 다양한 이동통신사의 BTS는 이동통신사가 직접 설치한 광섬유 케이블을 통해 각 이동통신사의 코어 네트워크에 연결됩니다. 시장, 경기장 등 인구 밀집 지역에서는 수천 명의 사람들에게 동시에 서비스를 제공하기 위해 각 분산 안테나가 별도의 통신사별로 별도의 BTS에 연결될 수 있습니다. 현장 BTS 신호 소스가 있는 DAS 시스템은 비용이 많이 들고 배포하는 데 시간이 오래 걸립니다.
• 작은 셀: 단일 기지국으로 구성된 기존 매크로 셀과 달리 5G는 피코 셀, 펨토 셀, 나노 셀, 마이크로 셀 등 최신 셀 배치 기술인 스몰 셀을 사용합니다. 이러한 스몰셀은 셀 에지와 같이 매크로 셀 타워 신호가 도달하지 못하는 위치에 기존 매크로 셀 레이어 위에 배치하여 매크로 셀의 커버리지를 확장할 수 있습니다. 스몰셀이 제대로 연결되고 작동하려면 안정적인 백홀 인터넷 연결이 필요합니다.

신호 소스에 따라 시스템의 성능 제한이 달라지므로 신호 소스는 DAS에서 가장 중요한 부분입니다. 신호 소스가 양호하면 DAS의 커버리지와 용량이 향상됩니다. 반면 신호 소스가 효율적이지 않으면 DAS의 전송 성능은 충분하지 않습니다. 즉, 사용하는 신호 소스로부터 DAS의 성능을 판단할 수 있습니다. 또한 신호 소스의 유형에 따라 DAS가 5G 신호 소스와 같이 분배하는 신호의 종류가 달라지며, 이를 통해 DAS가 5G 신호를 전송할 수 있습니다.

2. 배포 시스템

분배 시스템은 신호 소스에서 셀룰러 신호를 수신한 다음 이를 건물 또는 지역 전체에 분배하는 시스템의 일부입니다. DAS는 커버리지 영역 전체에 소스 신호를 증폭, 분배 및 재방송합니다. 분배 시스템에는 다음과 같은 네 가지 유형이 있습니다:

• 활성 시스템: 액티브 DAS 시스템은 신호 소스에서 수신한 아날로그 무선 주파수 신호를 광섬유 케이블 또는 이더넷 케이블을 통해 분배할 수 있는 디지털 신호로 변환할 수 있습니다. 이 변환은 이 시스템의 가장 중요한 구성 요소인 '마스터 유닛'에 의해 수행됩니다.
• 패시브 시스템: 패시브 DAS 시스템은 커플러, 동축 케이블, 스플리터, 탭과 같은 패시브 무선 주파수 장치를 사용하여 지역 또는 건물 전체에 신호를 분배합니다.
• 디지털 시스템: 디지털 DAS 시스템은 수신된 신호를 0과 1 형태로 변환한 다음 광케이블과 이더넷 케이블을 통해 전방으로 분배할 수 있도록 합니다. 이 변환은 이 시스템의 필수 구성 요소인 베이스밴드 유닛(BBU)이 수행하며 아날로그에서 디지털로 변환할 필요 없이 마스터 유닛에 직접 연결됩니다.
• 하이브리드 시스템: 하이브리드 DAS 시스템은 능동형 및 수동형 DAS 시스템의 기능을 모두 사용합니다. 이 시스템에서는 원격 무선 장치가 안테나와 연결되어 있지 않기 때문에 광케이블과 이더넷 케이블을 모두 사용하여 분배 영역 전체에 신호를 전달할 수 있습니다.

DAS 애플리케이션

DAS는 실내용 또는 실외용과 같은 애플리케이션 요구 사항에 따라 다양한 디자인으로 제공됩니다. 공항, 병원, 경기장, 호텔, 사무실 건물, 도로 터널, 지하철, 시장 등 무선 커버리지를 제공하는 데 사용할 수 있는 DAS 적용 분야는 여러 가지가 있습니다. DAS의 설치 위치는 지역과 커버리지 요구 사항에 따라 달라집니다.