Wat is een Small Cell antenne? Complete gids

Het concept van small cell-technologie en small cell-antennes zijn steeds populairder geworden in moderne netwerksystemen vanwege hun vermogen om efficiënte communicatie te bieden, zelfs in gebieden met een zeer hoge vraag. Small cell antennes zijn een succesvol product geworden dankzij hun compacte afmetingen en lage gewicht in combinatie met hun hoge prestaties en hoge efficiëntie, wat ideaal is voor vele omgevingen zoals stedelijke gebieden, stadions, luchthavens, smart cities en zelfs landelijke gebieden. Dit artikel bespreekt het concept van small cells en het belang van small cell antennes, hun functies, voor- en nadelen, toepassingen en nog veel meer.

Inleiding tot Small Cell-technologie

Kleine cellen zijn radiotoegangsknooppunten met een laag vermogen die compact zijn en meestal een kleiner bereik en een lager vermogen hebben in vergelijking met traditionele zendmasten. Ze worden meestal samen met het macronetwerk gebruikt om de prestaties ervan aan te vullen en te verbeteren. Small cell-technologie speelt een belangrijke rol bij het verbeteren van de prestaties van een netwerk door de capaciteit, dekking en servicekwaliteit te verbeteren, waardoor ze essentieel zijn voor het ondersteunen van netwerksystemen in dichtbevolkte gebieden. Naarmate de wereld overgaat op netwerkarchitecturen van 5G en verder, zal small cell-technologie een cruciale component zijn. Small cell-technologie zal uiterst nuttig zijn in gebieden met een grote vraag naar draadloze netwerken, zoals in stedelijke gebieden, stadions, winkelcentra en andere drukke locaties. Small cell antennes zijn het meest vitale element bij het opzetten van small cell technologie. Deze apparaten zijn verkrijgbaar in verschillende maten en met verschillende prestatieparameters zoals bereik, vermogensniveaus en vormfactoren en kunnen zowel binnen als buiten worden gebruikt. Ze kunnen verschillende draadloze technologieën ondersteunen en gebruiken, waaronder 3G, 4G en 5G. Ze zijn handig in gebruik en flexibel, waardoor ze gemakkelijk kunnen worden geïnstalleerd in straatlantaarns, elektriciteitspalen, gebouwen, enz. Het beste type small cell antenne hangt af van de toepassing. afhankelijk van de toepassing. Over het algemeen zal small cell-technologie de toegangspunten dichter bij de eindgebruikers brengen, waardoor het netwerkverkeer afneemt, de gegevenssnelheid en -kwaliteit verbetert en uiteindelijk een betere gebruikerservaring wordt geboden.

De evolutie van cellulaire netwerken

Technologie heeft zich de afgelopen decennia met sprongen ontwikkeld. Door de generaties van cellulaire netwerken zijn er verschillende technologieën gekomen. Met 5G en daarna, enorme hoeveelheden gebruikers en de behoefte aan hoge datasnelheden, minimale latentie, enz. zijn small cell antennes een cruciaal onderdeel geworden.

Kenmerken van Small Cell Antennes

De antenne speelt de meest cruciale rol in een small cell netwerk. Small cell antennes zijn ontworpen en gebouwd om gelokaliseerde dekking en verbeterde netwerkcapaciteit te bieden. Small cell antennes communiceren met eindgebruikersapparaten via RF-signalen en ze zijn in staat om deze draadloze signalen te ontvangen en uit te zenden via verschillende frequentiebanden die zijn toegewezen aan de verschillende netwerken in 3G-, 4G LTE- of 5G-banden. Small cell antennes zijn, zoals de naam al doet vermoeden, kleiner en compacter dan traditionele antennes voor basisstations en ze kunnen eenvoudig worden gemonteerd en geïnstalleerd op de meeste locaties. Dit maakt het handig en nuttig om gelokaliseerde dekking te bieden binnen een specifiek bereik. Het dekkingsgebied van een small cell antenne hangt af van de prestatieparameters zoals de versterking, de werkende frequentiebanden, de vorm van de antenne en de configuraties, maar ook van de omgevingsomstandigheden. Small cell antennes worden meestal ingezet als een netwerk van onderling verbonden nodes met een gecentraliseerde controller en deze controller coördineert de prestaties tussen de small cell antennes en het macro cellulaire netwerk met de normale basisstations door het optimaliseren van de toewijzing van bronnen en het minimaliseren van interferentie tussen de nabijgelegen small cells. Small cell antennes moeten verbonden worden met het core netwerk en dit wordt meestal bereikt door backhaul verbindingen met glasvezelkabels of draadloze verbindingen. Een goede integratie van small cell antennes met de macrocellen zorgt voor naadloze connectiviteit voor de gebruikers.

Wat zijn de belangrijkste voordelen van het implementeren van small cells?

• Small cell antennes kunnen de dekking van cellulaire mobiele netwerken uitbreiden, vooral in zeer dichtbevolkte gebieden. Dit vergroot de totale netwerkcapaciteit en is daarom ideaal om capaciteit toe te voegen voor omgevingen waar een groeiende vraag is naar netwerkconnectiviteit, zoals in dichtbevolkte woonwijken, grootstedelijke of commerciële gebieden. Small cell antennes zijn ook nuttig om netwerkconnectiviteit te bieden in gebieden waar signalen van andere macrocellen zwak of niet beschikbaar zijn.  

• Small cell antennes zijn over het algemeen goedkoper dan traditionele antennes voor basisstations.

• Small cell antennes zijn meestal eenvoudiger en sneller te implementeren en te bedienen. De compacte afmetingen en het ontwerp maken de small cell antennes flexibel en geschikt voor een groot aantal toepassingen.

• Small cell antennes kunnen een groter aantal gebruikers ondersteunen omdat ze beter gebruik maken van het beschikbare gelicentieerde en ongelicentieerde spectrum. Ze zijn ontworpen om effectiever te zijn dan macrocellen. Small cell antennes kunnen dezelfde frequenties hergebruiken omdat hun doelen meestal gericht zijn op unieke kleine gebieden.

• Signaalverlies en interferentie in small cell antennes zijn beperkt omdat ze over het algemeen vrij dicht bij de eindgebruikers worden geplaatst. Dit resulteert ook in snellere gegevensoverdracht en minder vertraging, wat ideaal is om een naadloze gebruikerservaring van hoge kwaliteit te bieden.                                                                                                                                                                                                                                                          

Soorten Small Cell antennes

Small cell antennes zijn verkrijgbaar in drie hoofdmodellen: micro cells, pico cells en femto cells.

• Microcel:

Microcelantennes komen zowel qua uiterlijk als qua prestaties het dichtst in de buurt van macrocelantennes, de typische soorten antennes. Microcelantennes hebben over het algemeen een bereik van twee kilometer of minder, maar afhankelijk van de antenne kan het bereik oplopen tot enkele tientallen kilometers. Microcelantennes worden meestal gebruikt in stedelijke buitengebieden waar macroantennes een beperkte dekking en hoge dichtheid hebben. Microcelantennes kunnen worden gebruikt om gelokaliseerde netwerkdiensten te leveren met verbeterde dekking en capaciteit. Deze antennes zijn het duurst van alle types kleine cellen en kunnen de hoogste capaciteit ondersteunen.

• Pico-cel:

Pico celantennes hebben een kleiner dekkingsgebied dan microcellen. Ze kunnen over het algemeen communiceren in een bereik van 200 m of minder, maar bij bepaalde Pico cell antennes kan het bereik oplopen tot een paar kilometer. Ze worden alleen gebruikt voor zowel buiten- als binnentoepassingen en zijn te vinden in winkelcentra, luchthavens of kantoorgebouwen.

• Femto-cel:

Femto celantennes hebben een nog kleiner dekkingsgebied en een lager vermogen dan pico celantennes. Hun bereik is over het algemeen rond de 40 m of minder, maar kan oplopen tot een paar honderd meter. Ze worden meestal gebruikt voor toepassingen binnenshuis, zoals in woonomgevingen of kleine bedrijven. basisstations die voornamelijk ontworpen zijn voor gebruik binnenshuis in woonomgevingen of kleine bedrijven. Femto cell antennes kunnen verbinding maken met de lokale breedbandverbinding van een gebruiker om gelokaliseerde cellulaire dekking te bieden binnen een beperkt bereik, waardoor de dekking binnenshuis verbetert en de signaalsterkte voor eindgebruikersapparaten toeneemt. Femto cell antennes zijn over het algemeen goedkoper.

De specificaties en prestatieparameters van de verschillende soorten small cell antennes kunnen variëren op basis van verschillende leveranciers en fabrikanten. De keuze van een specifiek type small cell antenne voor een bepaalde toepassing hangt af van meerdere factoren, waaronder het gewenste dekkingsgebied, de gebruikersdichtheid, de vereisten voor dataverkeer en de beoogde inzetomgeving. Vergeleken met macrocelantennes kunnen small cell antennes een betere consistentie en betrouwbaarheid bieden binnen hun beperkte bereik.

Summary

De keuze van het juiste type small cell hangt af van het specifieke toepassingsscenario, de gebruikersdichtheid, de dekkingsvereisten en de behoefte aan gegevensverkeer.

Technologische vooruitgang

Small cell antennes maken deel uit van de moderne communicatietechnologierevolutie. Beamforming en MIMO (Massive Input Massive Output) technologieën spelen een belangrijke rol in small cell antennes. Beamforming is de mogelijkheid om het stralingspatroon van de small cell antennes aan te passen aan een bepaald scenario waarbij relatieve amplitude- en faseverschuivingen worden toegepast op elk antenne-element zodat de uitgangssignalen onder bepaalde hoeken coherent samenkomen en de uitgangssignalen van elkaar onder bepaalde hoeken destructief worden geannuleerd. Van massieve MIMO is sprake wanneer een zeer groot aantal antennes wordt ingezet bij het basisstation, wat de energie-efficiëntie en de spectrale efficiëntie van draadloze netwerken zal verbeteren. MIMO-systemen kunnen omgaan met frequente handoffs in small cell-netwerken waardoor de algemene kwaliteit van het hele netwerk verbetert.

Rol van kleine cellen in 5G-netwerken

Small cell-technologie is om vele redenen cruciaal voor 5G-netwerken en een paar van de belangrijkste worden hieronder besproken.

• Verhoogde capaciteit: 5G-netwerken worden gekenmerkt door hun hogere datasnelheden en lagere latentie in vergelijking met 3G- of 4G-netwerken. 5G-netwerken werken meestal met hoge frequentiebanden en hebben een kort zendbereik. Small cell-antennes zijn ideaal voor het implementeren van het netwerk in dichtbevolkte gebieden met grotere capaciteitsbehoeften vanwege hun gelokaliseerde dekking en lagere zendvermogen.

• Dichtere netwerkarchitectuur: 5G-netwerken moeten een groot aantal gebruikers met hoge datasnelheden aankunnen. Small cell-architectuur bestaat meestal uit een groot aantal basisstations met laag vermogen die in een specifiek patroon geconcentreerd verbonden zijn met een centrale controller. Dit zorgt voor een meer granulaire netwerkarchitectuur die de dekking, capaciteit en algemene netwerkprestaties verbetert.

• Millimetergolftechnologie: 5G-netwerken werken in millimetergolffrequentiebanden en ondersteunen daarom extreem hoge datasnelheden, maar hebben een beperkt voortplantingsvermogen. Millimetergolf 5G-signalen zijn gemakkelijk onderhevig aan verzwakking door obstakels zoals gebouwen en gebladerte. Kleine cellen zijn uiterst nuttig bij de implementatie van mmWave-installaties omdat ze de signalen dichter bij de gebruiker kunnen brengen.

• Verbeterde dekking binnenshuis: 5G is uiterst belangrijk in binnentoepassingen zoals slimme huizen, slimme kantoren en industriële automatisering en vereist zeer stabiele en betrouwbare netwerkconnectiviteit. Small cell-antennes zijn ideaal voor dergelijke toepassingen binnenshuis omdat ze eenvoudig in gebouwen kunnen worden geïnstalleerd om de dekking, capaciteit en datasnelheden te verbeteren.

• Netwerk slicing en randcomputing: 5G maakt gebruik van een 'network slicing'-concept waarmee netwerkbronnen on-demand kunnen worden toegewezen aan specifieke use cases of diensten. Kleine cellen zijn ook in staat om netwerk slicing te faciliteren door specifieke bronnen en aangepaste connectiviteit te bieden voor specifieke toepassingen in een bepaald gebied. Kleine cellen ondersteunen ook edge computing en brengen zo de netwerkbronnen dichter bij de gebruikers en verminderen de latentie, waardoor ze ideaal zijn voor real-time toepassingen.

• Naadloze mobiliteit en handovers: 5G-technologie moet ononderbroken en naadloze connectiviteit bieden voor een groot aantal gebruikers. Kleine cellen kunnen uiterst nuttig zijn bij het opzetten van dergelijke naadloze, kwalitatieve en betrouwbare netwerken, want als kleine cellen geïntegreerd zijn met het macrocellulaire netwerk, kunnen gebruikers naadloos bewegen tussen verschillende dekkingsgebieden van verschillende basisstations zonder de connectiviteit te verliezen.  

Toepassingen van Small Cell Antennes

• Stedelijk:

Small cell antennes zijn een kosteneffectieve methode om netwerken te implementeren in stedelijke gebieden waar een grote niet-uniforme vraag is. Small cell antennes kunnen verkeer onttrekken aan het macro cellulaire netwerk en kunnen ook helpen bij het opvullen van gaten in de dekking waardoor de algehele kwaliteit, capaciteit, datasnelheden en het bereik van het netwerk verbeteren. Small cell antennes kunnen eenvoudig worden gemonteerd op straatlantaarns, elektriciteitspalen of gebouwen om lokale dekking te bieden.

• Stadions:

Stadions hebben specifieke eisen op het gebied van netwerkconnectiviteit omdat ze gemiddeld een klein aantal gebruikers hebben buiten de piekuren en dan tijdens evenementen of shows in het stadion een enorme toename van het aantal gebruikers ervaren en de vraag naar netwerkconnectiviteit exponentieel toeneemt. Small cell antennes kunnen in dergelijke scenario's worden gebruikt om aan de grote vraag te voldoen en om het macro cellulaire netwerk te ondersteunen om het verkeer tijdens piekuren af te handelen.

• Luchthavens:

Small cells worden alleen gebruikt op overdekte locaties zoals luchthavens omdat daar vaak veel gebruikersverkeer is en een betrouwbare dekking nodig is. Small cells antennes kunnen helpen om de signaalsterkte, capaciteit en datasnelheden binnen gebouwen te verbeteren en gebruikers zo een betere netwerkervaring te bieden.

• Slimme steden:

Slimme steden worden meestal aangedreven door 5G-technologie die hoge datasnelheden en een lage latentie vereist en een enorm aantal gebruikers moet ondersteunen. Small cell-antennes spelen een cruciale rol doordat ze werken op hogere frequentiebanden en dichtere netwerkarchitecturen die nodig zijn voor slimme steden. Ze brengen het netwerk dichter bij de gebruikers en maken een efficiënter gebruik van het beschikbare spectrum mogelijk.

• Landelijke connectiviteit:

Small cell antennes kunnen uiterst nuttig zijn voor het opzetten van netwerken in landelijke of afgelegen gebieden waar traditionele macro cellulaire netwerken misschien niet haalbaar zijn. Hierdoor wordt de draadloze dekking uitgebreid naar gebieden waar deze niet beschikbaar is, waardoor de digitale kloof kleiner wordt.

Uitdagingen bij de implementatie van Small Cell

• Aankoop locatie:

Met de uitrol van de 5G-netwerken moeten small cell antennes in een dichtere architectuur worden geïnstalleerd. Het installeren van een wirwar van antennes neemt echter veel ruimte in beslag en kan ook de waarde van het onroerend goed waar ze worden geïnstalleerd verminderen. Het kan een hele uitdaging zijn om voldoende ruimte te verwerven zonder de omgeving te verstoren. Het verwerven van locaties voor small cell antennes kan ook talloze vergunningen, huurcontracten, papierwerk, enz. vereisen, wat ook niet ideaal is.

• Beheer van storingen:

Omdat kleine celantennes meestal gegroepeerd worden ingezet, kan het ontwerpen van de architectuur, plaatsing en oriëntatie een hele uitdaging zijn, omdat ze zo moeten worden geplaatst dat de interferentie tussen elke kleine celantenne en de interferentie tussen kleine celantennes en de macrocelantennes tot een minimum wordt beperkt.

• Financiële overhead:

Het implementeren van een small cell antenneopstelling kan financieel behoorlijk uitdagend zijn. De implementatiekosten en de exploitatie- en onderhoudskosten voor small cell antennes zijn meestal duur in vergelijking met het gebruik van traditionele repeaters of relais. Er is meer budget nodig om een groot aantal small cell antennes in een regio te implementeren.

Conclusie

Small cell-technologie is van vitaal belang geworden in de huidige communicatiewereld. In de moderne wereld zijn small cell antennes uiterst belangrijk om de verwachte prestatieniveaus van datasnelheid, dekking en servicekwaliteit te bereiken, interferentie en latentie te minimaliseren, de beperkingen van hogere frequentiebanden te overwinnen en de toegenomen dichtheid van aangesloten apparaten te ondersteunen. Small cell antennes zijn verkrijgbaar in verschillende modellen en de keuze van het geschikte model hangt af van de gebruiksomgeving en de prestatievereisten van de specifieke toepassing. Concluderend is small cell technologie een belangrijk hulpmiddel voor de steeds groeiende vraag naar draadloze connectiviteit.