Types d'antennes utilisées dans les micro-stations de base cellulaires

Les micro-stations de base nécessitent des antennes spécialisées pour assurer une transmission efficace du signal, la couverture et la capacité des réseaux cellulaires, en particulier pour les déploiements 4G LTE et 5G. Le choix de l'antenne dépend de facteurs tels que l'environnement de déploiement, les bandes de fréquences et l'architecture du réseau.

1. Antennes panneau (antennes directionnelles)

Description:

• Antennes plates et rectangulaires conçues pour focaliser les signaux RF dans une direction spécifique.
• Fournir un gain élevé (signal plus fort) et une couverture étendue.
• Souvent monté sur des poteaux, des murs ou des tours.

Cas d'utilisation:

• Déploiements urbains: Micro-stations de base dans les rues des villes et les zones denses.
• Couverture intérieure: Grands bâtiments, stades, centres commerciaux.
• Réseaux d'entreprise/privés: Campus d'entreprise, usines.

Exemples:

• Antennes panneau à double polarisation (prenant en charge MIMO pour des performances améliorées).
• Antennes panneaux multibandes (pour la compatibilité 4G/5G).

2. Antennes omnidirectionnelles

Description:

• Antennes cylindriques ou en forme de tige qui émettent des signaux selon un schéma à 360°.
• Utilisé lorsqu'une couverture uniforme est requise.

Cas d'utilisation:

• Zones rurales: Couverture large avec moins de stations de base.
• Espaces publics: parcs, campus et rues.
• Environnements intérieurs: Systèmes d'antennes distribuées (DAS).

Exemples:

• Antennes Omni à profil bas pour les déploiements urbains.
• Antennes Omni à gain élevé pour une couverture rurale.

3. Antennes à petites cellules

Description:

• Antennes compactes intégrées aux micro-stations de base.
• Conçu pour une couverture à faible consommation et à courte portée.

Cas d'utilisation:

• Zones densément peuplées: rues, gares, centres commerciaux.
• Densification du réseau 5G: Améliorer la capacité dans les zones à fort trafic.
• Réseaux privés: Usines, hôpitaux, villes intelligentes.

Exemples:

• Antennes 5G small cell intégrées pour lampadaires ou poteaux électriques.
• Antennes multifaisceaux pour améliorer l'efficacité dans les environnements denses.

4. Antennes MIMO massives

Description:

• Antennes multi-entrées, multi-sorties (MIMO) avec plusieurs éléments pour augmenter la capacité de données.
• Utilisé pour la formation de faisceaux, ce qui améliore la force et l'efficacité du signal.

Cas d'utilisation:

• Zones urbaines à forte densité avec une forte demande de données.
• Des villes intelligentes où une orientation précise du signal est nécessaire.
• Micro-stations de base 5G nécessitant une efficacité spectrale améliorée.

Exemples:

• 64T64R (64 émissions, 64 réceptions) Antennes MIMO massives pour les réseaux haute capacité.
• Antennes MIMO 32T32R pour micro-stations de base de milieu de gamme.

5. Antennes à formation de faisceaux

Description:

• Antennes à commande électronique qui dirigent les signaux vers des utilisateurs ou des zones spécifiques.
• Essentiel pour les réseaux 5G, il permet d'optimiser l'efficacité du signal et de réduire les interférences.

Cas d'utilisation:

• Déploiements dans les rues urbaines: Transmission ciblée de signaux dans des endroits bondés.
• Systèmes de transport intelligents: Connecter les véhicules autonomes.
• Accès sans fil fixe (FWA): Internet haut débit pour les foyers et les entreprises.

Exemples:

• Antennes à formation de faisceau à réseau phasé pour une direction adaptative du signal.
• Antennes 5G mmWave pour des connexions ultra-rapides dans les centres-villes.

6. Antennes à ondes millimétriques (ondes millimétriques)

📡 Description:

• Conçu pour les micro-stations de base 5G fonctionnant dans les bandes hautes fréquences (24 GHz - 100 GHz).
• Offre une transmission de données à très haut débit mais une couverture à courte portée.

Cas d'utilisation:

• Microcellules urbaines: Fournir la 5G dans les centres-villes.
• Backhaul sans fil à haut débit: connexion des stations de base aux réseaux de fibre optique.
• 5G intérieur: stades, aéroports et grandes salles.

Exemples:

• Antennes à guide d'ondes optimisées pour les fréquences mmWave.
• Antennes réseau pour des performances à gain élevé et à faible latence.

7. Antennes intégrées/intégrées

Description:

• Intégré directement dans les boîtiers de micro-station de base pour un déploiement compact et esthétique.
• Réduire l'encombrement visuel dans les villes intelligentes et les paysages urbains.

Cas d'utilisation:

• Stations de base montées sur lampadaire: petites cellules déguisées.
• Déploiements 5G en intérieur: Bureaux, aéroports, hôpitaux.
• Infrastructure de télécommunications dissimulée: éviter les problèmes réglementaires.

Exemples:

• Antennes furtives intégrées dans les infrastructures urbaines.
• Antennes intégrées multibandes prenant en charge diverses fréquences.

Le marché des micro-stations de base repose sur un mélange de types d'antennes, en fonction des scénarios de déploiement et des besoins du réseau. À mesure que la 5G se développe,  des antennes plus avancées Massive MIMO, Beamforming et mmWave joueront un rôle clé dans l'amélioration des performances cellulaires.

Utilisation d'antennes externes pour améliorer les performances des micro-stations de base cellulaires

Des antennes externes sont parfois ajoutées aux micro-stations de base cellulaires pour améliorer la portée, la couverture et les performances, en fonction du scénario de déploiement. Les micro-stations de base sont conçues pour les applications à petites cellules, mais elles peuvent bénéficier d'antennes externes dans des cas spécifiques.

Quand les antennes externes sont-elles ajoutées?

1. Élargissement de la zone de couverture

• Les micro-stations de base ont généralement une courte portée (100-500 mètres), de sorte que les antennes externes peuvent étendre la couverture dans les zones rurales ou suburbaines.
• Exemple: L'ajout d'une antenne directionnelle à gain élevé peut étendre la portée du signal pour couvrir des bâtiments éloignés ou de grandes surfaces extérieures.

2. Améliorer la pénétration du signal à l'intérieur

• Les petites cellules ont souvent du mal à pénétrer les murs dans les grands bâtiments.
• L'ajout d'un panneau externe ou d'une antenne omnidirectionnelle à l'extérieur du bâtiment peut améliorer la couverture intérieure.

3. Amélioration de la capacité avec MIMO (entrées multiples, sorties multiples)

• Certaines micro-stations de base prennent en charge des antennes MIMO externes pour améliorer la vitesse et la fiabilité du réseau.
• Exemple: La connexion d'une antenne externe MIMO 4x4 améliore le débit 5G dans les environnements urbains.

4. Réduire les interférences dans les réseaux denses

• Dans les zones comportant plusieurs micro-stations de base, des interférences peuvent se produire.
• L'utilisation d'antennes à formation de faisceaux ou sectorielles peut aider à focaliser le signal et à réduire le bruit des cellules voisines.

5. S'adapter aux différentes bandes de fréquences

• Certaines micro-stations de base prennent en charge plusieurs bandes de fréquences (LTE, 5G, CBRS, réseaux privés).
• Les antennes multibandes externes permettent de basculer entre  la bande basse (meilleure portée) et la bande moyenne/haute (capacité plus élevée).

Types d'antennes externes utilisées pour les micro-stations de base

1. Antennes omnidirectionnelles (couverture à 360°)

Idéal pour:

• Élargissement de l'offre dans les espaces publics extérieurs.
• Fournir une couverture uniforme dans les centres commerciaux, les parcs et les campus.

Exemple:

• Antenne omni 5 dBi pour renforcer la couverture LTE d'une micro station de base dans un grand complexe de bureaux.

2. Antennes de panneau directionnel (couverture focalisée)

Idéal pour:

• Étendre la couverture à l'extérieur dans une direction spécifique.
• Amélioration de la pénétration du signal intérieur lorsqu'il est monté à l'extérieur d'un bâtiment.

Exemple:

• Antenne panneau 9 dBi pour étendre la couverture 5G des petites cellules le long d'une rue animée.

3. Antennes sectorielles (large couverture, directions multiples)

Idéal pour:

• Couvrant de grands espaces extérieurs (stades, quartiers d'affaires).
• Réduire les interférences dans les déploiements urbains denses.

Exemple:

• Antenne sectorielle à 120° pour optimiser les performances des petites cellules dans un centre-ville bondé.

4. Antennes MIMO massives (haute capacité, prêtes pour la 5G)

Idéal pour:

• Augmentation de la capacité du réseau dans les environnements à haute densité.
• Prise en charge de plusieurs connexions simultanées.

Exemple:

• Antenne MIMO 64T64R pour micro-stations de base 5G dans un centre d'affaires urbain.

5. Antennes à ondes millimétriques (applications 5G à haut débit)

Idéal pour:

• Amélioration des performances des ondes millimétriques (24 GHz – 100 GHz).
• Fournir des  services 5G à haut débit et à faible latence.

Exemple:

• Antenne à formation de faisceaux à réseau phasé pour une micro-station de base dans un stade.

Défis de l'utilisation d'antennes externes

Bien que les antennes externes puissent améliorer les performances, elles présentent des défis:

1. Restrictions réglementaires
   • Certains opérateurs de télécommunications limitent l'utilisation d'antennes externes pour éviter les interférences.
2. Perte de signal due à de longs câbles
   • L'utilisation de câbles coaxiaux à faible perte (LMR-400, LMR-600) est nécessaire pour maintenir la force du signal.
3. Montage et esthétique
   • Certaines réglementations municipales limitent les antennes externes sur les poteaux ou les bâtiments en raison de l'impact visuel.
4. Considérations relatives à l'alimentation et au raccordement
   • L'ajout d'antennes externes peut nécessiter des mises à niveau supplémentaires de l'alimentation et  de la liaison terrestre.

Conclusion:

Les antennes externes sont souvent utilisées avec des micro-stations de base pour améliorer la couverture, la pénétration, la capacité et l'efficacité.
Meilleurs scénarios pour l'ajout d'antennes externes:

• Zones rurales ou suburbaines (extension de l'aire de répartition).
• Environnements urbains à haute densité (augmentation de capacité avec MIMO ou beamforming).
• Déploiements en intérieur où la pénétration est faible.