Каждая базовая станция в сотовой сети должна быть соединена с центром сети надёжной и достаточно скоростной линией связи. И если вы думаете, что сейчас используют одну лишь оптику - вы сильно заблуждаетесь. Наряду с проводными способами подключения в сотовых сетях также активно используют РРЛ - радиорелейные линии. Разберёмся: как они работают?
Термин "радиорелейный" состоит из 2-х слов "радио" и "relay". Последний с английского можно перевести как "передача", "ретрансляция". То есть, максимально просто "РРЛ" - это "радиопередача".
Принцип работы РРЛ максимально прост. Для передачи данных между двумя точками необходимы 2 антенны, которые направлены строго друг на друга. В большинстве случаев это круглые антенны, которые можно встретить практически на каждой базовой станции.
Непосредственно к антенне прикрепляется радиомодуль, который преобразует передаваемые данные от базовой станции в радиосигнал на нужной частоте. С помощью антенны сигнал излучается строго в направлении другой такой же антенны, которую называют "ответной".
Кроме самих антенн и радиомодулей в некоторых РРЛ системах также используются внутренние модули или модули управления. В их задачи входит шифрование данных, предварительная модуляция, восстановление ошибок и защита от них.
В сумме 2 антенны, 2 радиомодуля и 2 внутренних блока образуют радиорелейный пролёт. Хотя сейчас уже есть РРЛ пролёты без внутренних модулей. Точнее: функции внутреннего модуля берёт на себя радиомодуль.
В таком случае, кабель с данными от базовой станции подключается непосредственно в радиомодуль. Такие системы особенно актуальны в случае, когда у оператора нет лишнего места в термошкафу либо такого шкафа вообще нет. Например, на базовых станциях на опорах двойного назначения (ОДН).
Принципиальное отличие РРЛ антенн от других в том, что ширина луча сигнала по вертикали и горизонтали очень узкая: от 0,5 до 2 градусов. Диаграмму направленности РРЛ антенн иногда называют игольчатой, подчёркивая её минимальную толщину и большую длину.
За счёт того, что передаваемая энергия достигает ответной стороны с минимальными потерями в РРЛ можно обеспечить высокие скорости передачи данных даже на больших расстояниях в высоких частотных диапазонах (выше 60 ГГц). Благодаря этому РРЛ активно используются в сотовых сетях, начиная с первых стандартов.
И теперь самое интересное. С какой же скорость могут передавать данные современные РРЛ? Конкретные цифры зависят от длины РРЛ-пролёта и используемой антенны. Поэтому приведу лишь несколько примеров.
С антенной диаметром 15 см (примерно как длина смартфона) можно передать 10 Гбит/сек на расстояние около 1-15,км. С антенной диаметром 30 см - та же скорость до 5 км. Антенна 60 см увеличивает длину пролёта 10 Гб/сек до 10 км. Всё это в частотном диапазоне 60-80 ГГц.
Если же требуется скорость ниже, например, 1 Гбит/сек, то указанные выше расстояния с теми же диаметрами антенн увеличиваются в 2-3 раза. Также длина пролёта зависит от используемого диапазона. Точно также как и с базовыми станциями сотовой связи: чем ниже частота - тем больше расстояние.
Скорость 1 Гбит/сек вполне достаточно для одной станции 4G, а 10 Гбит/сек - для 5G или для нескольких 4G станций, включённых по цепочке.
Да, это не самый надёжный и скоростной транспорт. Но несомненными плюсами РРЛ являются скорость строительства и относительно низкая стоимость эксплуатации и создания. В некоторых случаях РРЛ - это вообще единственный возможный вариант организации транспортного канала для БС.
Поэтому можно с уверенностью говорить, что РРЛ будут использоваться в сотовых сетях и дальше, ещё многие десятилетия.