O que é o Sistema de Antena Distribuída (DAS)?

A cada dia que passa, os avanços tecnológicos estão a melhorar a infraestrutura e a funcionalidade das redes de comunicações móveis. Desde a introdução da 1G, temos vindo a assistir a grandes revoluções no mundo das comunicações móveis, não só em termos de modificações técnicas, mas também de desempenho e melhorias estruturais. Infelizmente, cada geração celular não conseguiu satisfazer suficientemente as crescentes exigências dos utilizadores em termos de velocidade, cobertura e capacidade. Redes celulares 5G prometem hipnotizar o mundo inteiro com as suas caraterísticas e serviços irreais. A maioria das grandes organizações e empresas já começou a trabalhar em ideias que podem alavancar os ganhos máximos de produtividade das soluções tecnológicas 5G emergentes. Uma das soluções mais inovadoras e económicas que o 5G oferece para fornecer uma entrega de sinal consistente e facilitar o máximo de clientes é o conceito de sistema de antena distribuída (DAS). Mas o que é o DAS e como funciona? Para obter essas respostas, vamos nos aprofundar nos detalhes deste artigo.

O que é o Sistema de Antena Distribuída?

Um sistema de antenas distribuídas, também conhecido por DAS, consiste em várias antenas instaladas em diferentes posições para fornecer uma cobertura sem fios consistente na mesma área com fiabilidade adicional. Basicamente, este sistema é utilizado para resolver os problemas de pontos de má cobertura isolados numa área que impedem os utilizadores de telemóveis de comunicarem com outras pessoas ou de acederem corretamente aos serviços de rede. O sistema Antenas DAS utilizam as frequências licenciadas da operadora para transmitir e receber sinais que resultam numa melhor prestação de serviços de voz e dados para os utilizadores finais. As antenas DAS possuem uma potência total reduzida para evitar a interferência de sinais entre si.

Como funciona a DAS?

Um DAS fornece sinais a áreas de fraca cobertura, utilizando frequentemente acopladores direcionais de radiofrequência (RF) e amplificadores sem fios que dividem e amplificam o sinal de origem para alcançar as antenas distribuídas que fornecem acesso à rede aos utilizadores finais. Em alguns cenários, o DAS emprega uma combinação de cabos coaxiais de baixa perda e cabos de fibra ótica (usando a tecnologia de rádio sobre fibra) para dividir os sinais entre as antenas. Num DAS, vários Antenas 4G para montagem no teto são instalados em diferentes andares de um edifício para expandir a cobertura celular sem fios. Um DAS simples é constituído por dois componentes para o seu funcionamento, explicados de seguida:

1. Fonte de sinal

Um sistema de antena distribuída funciona de forma a distribuir sinais para as antenas e não gera, ele próprio, sinais sem fios. De facto, necessita de uma fonte de sinal que gera e alimenta sinais sem fios para um conjunto de antenas distribuídas. Existem três tipos de fontes de sinal utilizadas num DAS, dependendo dos requisitos de instalação:

• Fora do ar (quando a fonte de sinal está localizada no telhado): A fonte de sinal Off-Air utiliza um antena dadoraA antena doadora é uma antena de rádio, localizada num telhado, que recebe e transmite sinais sem fios de uma operadora de telemóvel. É a fonte de sinal mais económica se o sinal na antena do dador for de elevada intensidade e qualidade.
• Estação de Base Transceptora (BTS) no local: A BTS/NodeB/eNodeB no local funciona da mesma forma que as torres de telemóveis. As BTSs, de vários operadores de telemóveis, estão ligadas à rede central do respetivo operador móvel através de um cabo de fibra ótica instalado pelo próprio operador. Em zonas de grande afluência (como mercados, estádios, etc.), cada antena distribuída pode estar ligada a uma BTS separada, de um operador diferente, para fornecer cobertura de serviço a milhares de pessoas em simultâneo. Os sistemas DAS, que têm uma fonte de sinal BTS no local, são dispendiosos e demoram mais tempo a ser instalados.
• Células pequenas: Ao contrário das macrocélulas convencionais que consistem numa única estação de base, a 5G traz consigo a mais recente técnica de implantação de células, designada por pequenas células, incluindo pico-células, femto-células, nano-células e micro-células. Estas pequenas células podem ser implantadas sobre a camada existente de macrocélulas em locais onde os sinais das torres de macrocélulas não conseguem chegar, como a borda da célula, para expandir a área de cobertura das macrocélulas. Para se ligarem e funcionarem corretamente, as pequenas células necessitam de uma ligação fiável à Internet de backhaul.

A fonte de sinal é a parte mais crítica de um DAS, uma vez que as limitações de desempenho deste sistema dependem de uma fonte de sinal. Se a fonte de sinal for boa, o DAS terá uma melhor cobertura e capacidade. Por outro lado, se a fonte de sinal não for eficiente, o desempenho de entrega de um DAS não será suficiente. Por outras palavras, podemos determinar o desempenho de um DAS a partir da fonte de sinal que utiliza. Além disso, o tipo de fonte de sinal também mostra o tipo de sinal que um DAS distribui, como uma fonte de sinal 5G que permitirá que o DAS forneça sinais 5G.

2. Sistema de distribuição

Um sistema de distribuição é a parte do sistema que recebe o sinal celular da fonte de sinal e depois o distribui por todo o edifício ou área. Um DAS amplifica, distribui e retransmite o sinal de origem em toda a área de cobertura. Os sistemas de distribuição são de quatro tipos, incluindo:

• Sistema ativo: Um sistema DAS ativo pode converter os sinais analógicos de radiofrequência recebidos de uma fonte de sinal em sinais digitais que podem ser distribuídos através de um cabo de fibra ótica ou de um cabo Ethernet. Esta conversão é efectuada por uma "unidade principal" que é o componente mais importante deste sistema.
• Sistema passivo: O sistema DAS passivo utiliza dispositivos passivos de radiofrequência, como acopladores, cabos coaxiais, divisores e derivações para distribuir sinais numa área ou num edifício.
• Sistema digital: Os sistemas DAS digitais convertem os sinais recebidos na forma de zeros e uns, que podem então viajar através do cabo de fibra e do cabo Ethernet para distribuição futura. Esta conversão é feita por uma unidade de banda base (BBU) que é um componente integral deste sistema e está diretamente ligada a uma unidade principal sem qualquer necessidade de conversão analógico-digital.
• Sistema híbrido: O sistema DAS híbrido utiliza as caraterísticas dos sistemas DAS activos e passivos. Neste sistema, a unidade de rádio remota não está ligada às antenas, o que permite que o sistema utilize tanto o cabo de fibra como o cabo Ethernet para transportar os sinais através da área de distribuição.

Aplicações DAS

Um DAS está disponível em vários modelos, consoante os requisitos da sua aplicação, como a utilização em interiores ou exteriores. Existem várias áreas de aplicação de DAS onde pode ser utilizado para fornecer cobertura sem fios, como aeroportos, hospitais, estádios, hotéis, edifícios de escritórios, túneis rodoviários, metropolitanos, mercados, etc. As posições de instalação de um DAS dependem da área e dos seus requisitos de cobertura.