Sistemi di antenne distribuite (DAS): soluzioni moderne per il settore immobiliare

23/10/2024

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Di fronte allo sviluppo dinamico della tecnologia 5G e alle crescenti aspettative degli utenti in termini di comunicazione affidabile, gli investimenti nei moderni sistemi di antenne distribuite (DAS) stanno diventando un elemento chiave della strategia di sviluppo delle infrastrutture di telecomunicazione. Per player come Telecom Investment Partners, investire nella realizzazione di reti DAS efficienti non è solo un’opportunità per aumentare il valore del portafoglio, ma anche una risposta alla domanda globale di soluzioni avanzate a supporto della trasmissione dati all’interno degli edifici. Nel contesto dell’urbanizzazione e delle strutture architettoniche sempre più complesse, efficienti sistemi DAS giocheranno un ruolo fondamentale nel garantire un accesso ininterrotto alla rete 5G, con un impatto diretto sul valore aggiunto sia per gli operatori che per gli utenti finali.

L’edilizia moderna si trova ad affrontare sempre più la sfida di garantire una copertura di telefonia mobile efficace e stabile all’interno degli edifici moderni. Questo problema sta diventando sempre più urgente, soprattutto di fronte alla crescente domanda di connettività affidabile, che è parte integrante sia della vita quotidiana che delle attività aziendali. La causa principale di questa sfida sono i moderni materiali da costruzione come cemento, acciaio e vetro, che, sebbene adempiano perfettamente alle loro funzioni strutturali ed estetiche, allo stesso tempo bloccano efficacemente il flusso delle onde radio, il che ostacola notevolmente e talvolta addirittura impedisce la utilizzo di smartphone e altri dispositivi mobili all’interno degli edifici.

Secondo un rapporto di ABI Research, questo problema è sempre più diffuso, soprattutto negli edifici moderni e tecnologicamente avanzati, dove quasi l’80% delle telefonate e il 90% dei trasferimenti dati mobili avviene in ambienti chiusi. L’aumento del numero di utenti di smartphone e le crescenti aspettative riguardo alla qualità dei collegamenti e all’accesso veloce a Internet mobile fanno sì che i metodi tradizionali per garantire la copertura negli edifici diventino insufficienti.

Le statistiche mostrano la portata del problema:

Blocco del segnale da parte dei materiali da costruzione : gli studi dimostrano che un segnale cellulare può essere attenuato di oltre 30 dB quando passa attraverso spessi muri di cemento. Questo indebolimento è così significativo che in molti casi porta alla completa perdita della copertura all’interno dell’edificio.
Aumento del numero di dispositivi mobili : il numero di dispositivi mobili è aumentato in modo significativo negli ultimi anni, con proiezioni che indicano che ci saranno oltre 25 miliardi di connessioni di dispositivi mobili in tutto il mondo entro il 2025, ponendo richieste ancora maggiori all’infrastruttura di rete.
Aumento della domanda di dati mobili : la domanda globale di dati mobili cresce di circa il 30% ogni anno, il che significa che le infrastrutture negli edifici devono essere in grado di gestire un numero significativamente maggiore di connessioni e trasferimenti di dati rispetto al passato.

Sistemi di antenne distribuite (DAS) – Soluzione al problema

In risposta a queste sfide, sono stati sviluppati sistemi di antenne distribuite, noti come Distributed Antenna Systems (DAS). DAS è una tecnologia avanzata che non solo rafforza il segnale cellulare, ma ne garantisce anche una distribuzione uniforme in tutto l’edificio, dai garage sotterranei alle terrazze sul tetto. I sistemi DAS funzionano distribuendo una rete di piccole antenne all’interno di un edificio collegate a un amplificatore centrale. Questo amplificatore centrale riceve il segnale da trasmettitori cellulari esterni, lo amplifica e quindi lo trasmette alle antenne interne che distribuiscono il segnale in tutta la struttura.

Perché i sistemi DAS sono così importanti?

Nei moderni edifici residenziali e commerciali, una copertura stabile della telefonia mobile è essenziale sia per il comfort dei residenti che per il funzionamento efficiente delle imprese. Purtroppo, le soluzioni tradizionali spesso non riescono a far fronte alle sfide poste dall’edilizia moderna. Muri spessi, strutture metalliche e l’uso di vetro con proprietà speciali possono indebolire notevolmente il segnale delle reti cellulari. Di conseguenza, le persone che soggiornano all’interno dell’edificio potrebbero riscontrare problemi nell’effettuare telefonate, nell’utilizzo di Internet mobile o nell’invio di messaggi SMS.

I sistemi DAS sono essenziali per garantire una copertura cellulare di alta qualità negli edifici dove le soluzioni standard non sono sufficienti. Ad esempio, negli edifici adibiti ad uffici dove lavorano ogni giorno migliaia di dipendenti, una copertura mobile affidabile è fondamentale per una comunicazione efficace. Nei condomini i residenti si aspettano un accesso ininterrotto alla rete, il che è importante sia dal punto di vista del comfort che della sicurezza. Nelle grandi strutture pubbliche, come ospedali o stadi, un segnale cellulare stabile può essere fondamentale per il corretto funzionamento di questi luoghi.

Le statistiche del mercato statunitense mostrano che negli ultimi cinque anni gli investimenti nella tecnologia DAS sono aumentati di oltre il 15% annuo, a dimostrazione della crescente consapevolezza tra sviluppatori e proprietari di edifici dell’importanza di questa tecnologia.

Per gli sviluppatori e i proprietari di immobili, garantire un segnale cellulare forte è fondamentale non solo dal punto di vista della comodità dell’utente, ma anche nel contesto della sicurezza. In situazioni di emergenza, l’accesso a una connessione stabile può essere fondamentale per una comunicazione efficace e una risposta rapida alle minacce.

Come funziona il sistema DAS?

Un sistema DAS funziona installando una rete di piccole antenne all’interno di un edificio posizionate strategicamente per fornire una copertura ottimale. Queste antenne sono collegate ad un amplificatore centrale che riceve il segnale dai trasmettitori della rete cellulare esterna, lo amplifica e quindi lo trasmette alle antenne interne. Grazie a ciò, il segnale cellulare viene distribuito uniformemente in tutto l’edificio, eliminando le zone morte dove la copertura potrebbe essere più debole o scomparire del tutto.

Un sistema di antenna distribuito (DAS) è una rete di nodi di antenna distribuiti spazialmente collegati a una fonte comune che fornisce un servizio wireless in un’area specifica, sia interna (iDAS) che esterna (oDAS). A differenza di una singola antenna ad alta potenza, DAS utilizza più antenne a bassa potenza per coprire la stessa area, migliorando l’affidabilità e riducendo i requisiti di alimentazione. Questo sistema è particolarmente utile in ambienti in cui le soluzioni tradizionali incontrano difficoltà a causa di vincoli di terreno o di zonizzazione. DAS può essere implementato utilizzando componenti passivi o attivi ed è progettato per ridurre al minimo la perdita di potenza e migliorare la qualità del segnale attraverso tecniche come la diversità temporale. Questo concetto si è evoluto dalle tecnologie precedenti utilizzate nei tunnel e negli spazi sotterranei.

I sistemi DAS sono anche scalabili, il che significa che possono essere adattati a diverse dimensioni di edifici ed esigenze degli utenti. Possono essere integrati sia in piccole strutture che in grandi complessi, come edifici per uffici, centri commerciali, stadi e persino interi complessi residenziali.

Dove sono efficaci i sistemi DAS?

I sistemi DAS trovano largo impiego in diverse tipologie di edifici dove è importante garantire una copertura mobile stabile per un gran numero di utenti. L’idea è quella di dividere la potenza di trasmissione tra più elementi di antenna distribuiti nello spazio per coprire la stessa area di un’unica antenna, ma con minore potenza totale e maggiore affidabilità. Una singola antenna ad alta potenza viene sostituita da un gruppo di antenne a bassa potenza, aumentando l’efficienza e riducendo la perdita di potenza associata al passaggio attraverso gli ostacoli.

Il DAS viene spesso utilizzato laddove altre tecnologie sono difficili da implementare a causa di limitazioni del terreno o della zonizzazione. Può essere implementato utilizzando splitter e cavi passivi o utilizzando amplificatori attivi. Il DAS viene utilizzato negli edifici, negli stadi, nonché sui pali di illuminazione e segnalazione. Di seguito presentiamo le più importanti categorie di edifici in cui i sistemi DAS risultano particolarmente efficaci:

1. Edifici per uffici

Nei grandi edifici adibiti ad uffici, dove lavorano ogni giorno centinaia o addirittura migliaia di dipendenti, un accesso efficiente alla rete mobile è fondamentale per un lavoro efficace. I sistemi DAS garantiscono che ogni dipendente abbia accesso a una copertura forte e stabile, indipendentemente dal fatto che si trovi nel seminterrato o all’ultimo piano.

2. Condomini

Nei condomini moderni, i residenti si aspettano la piena funzionalità dei loro dispositivi mobili in ogni angolo dell’appartamento. Grazie al DAS possono usufruire di una copertura telefonica mobile ininterrotta, cosa particolarmente importante in situazioni di emergenza e per il comfort della vita quotidiana.

3. Edifici di pubblica utilità

Ospedali, scuole, uffici e centri congressi sono luoghi in cui è necessario fornire un forte segnale cellulare per il corretto funzionamento di queste strutture. I sistemi DAS supportano l’efficienza operativa consentendo una comunicazione efficiente e un rapido accesso alle informazioni.

4. Stadi

Negli stadi e nei grandi impianti sportivi, dove sono presenti contemporaneamente un gran numero di persone, i sistemi DAS svolgono un ruolo fondamentale nel garantire l’accesso alla rete mobile a tutti i partecipanti all’evento. Grazie a questo, i tifosi potranno condividere in diretta le proprie emozioni utilizzando i social media, e gli organizzatori potranno gestire in modo efficiente logistica e sicurezza.

Il giorno della partita non è solo un momento di emozioni sportive e di entusiasmo dei tifosi, ma anche un’enorme sfida tecnologica. Gli stadi e le altre strutture di grandi dimensioni di oggi devono soddisfare i crescenti requisiti wireless per fornire ai partecipanti agli eventi una copertura di rete completa e una connessione affidabile. Con migliaia di persone che utilizzano contemporaneamente dispositivi mobili, è necessario utilizzare soluzioni tecnologiche avanzate che consentano una gestione efficiente del traffico dati.

L’importanza della comunicazione per la sicurezza pubblica

Nel contesto dei grandi eventi è inoltre estremamente importante garantire una comunicazione affidabile per i servizi pubblici responsabili della sicurezza dei partecipanti. Le moderne soluzioni wireless includono reti di comunicazione dedicate per i servizi di emergenza separate dalle reti dati pubbliche. Grazie a ciò, anche durante i picchi di carico della rete, i servizi di emergenza possono comunicare e coordinare efficacemente le loro azioni, il che è fondamentale in situazioni di crisi.

I sistemi di antenna distribuiti (DAS) interni agli edifici sono diventati un elemento chiave delle reti mobili e delle infrastrutture aziendali di entrambi gli operatori. Tuttavia, con lo sviluppo di questa tecnologia negli ultimi 20 anni, è diventata sempre più complessa. L’abbondanza di acronimi può essere travolgente: iDAS (DAS indoor), oDAS (DAS outdoor), eDAS (DAS enterprise), DAS attivo, DAS passivo, DAS ibrido, DAS off-air e molti altri.

Sviluppo della tecnologia DAS

Inizialmente progettata per migliorare la copertura interna, la tecnologia DAS si è evoluta in modo significativo per diventare più avanzata e adattabile a una varietà di esigenze. Il DAS attivo utilizza amplificatori di segnale per trasmettere i dati, il che consente una copertura a distanza più lunga e una migliore qualità del segnale, ma richiede alimentazione su ciascun nodo dell’antenna. Il DAS passivo , invece, utilizza componenti passivi come splitter di segnale e cavi, il che rende il sistema meno costoso ma meno efficace su distanze maggiori.

Il DAS ibrido combina elementi di entrambi i sistemi, offrendo un equilibrio tra costi e prestazioni. A sua volta, il DAS off-air riceve il segnale direttamente dalle antenne dell’operatore e lo distribuisce nell’edificio, il che è particolarmente utile nei luoghi in cui non è presente un collegamento diretto con l’infrastruttura dell’operatore.

Secondo un rapporto di MarketsandMarkets , si prevede che il mercato globale DAS crescerà da 8,2 miliardi di dollari nel 2021 a 13,7 miliardi di dollari entro il 2026, con un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 10,9%. Questa crescita dinamica è guidata dalla crescente domanda di connettività affidabile negli edifici, soprattutto in settori come la sanità, l’istruzione, la vendita al dettaglio e gli immobili commerciali.

iDAS è attualmente il tipo di sistema DAS più utilizzato, soprattutto negli edifici per uffici, nei centri commerciali e negli stadi. Le statistiche mostrano che solo negli Stati Uniti oltre il 70% delle comunicazioni voce e dati avviene in ambienti chiusi, sottolineando l’importanza di questa soluzione. oDAS, a sua volta, è fondamentale per l’espansione della rete nelle aree urbane, dove gli edifici densi e i requisiti estetici impediscono l’installazione delle tradizionali torri di telecomunicazione.

Il futuro dei sistemi DAS

Con la crescita della domanda di soluzioni di telecomunicazione più avanzate all’interno degli edifici, i sistemi DAS stanno diventando un elemento indispensabile delle moderne infrastrutture. Aziende come Remer, specializzate nella progettazione, installazione e gestione di sistemi DAS, svolgono un ruolo chiave nel garantire agli edifici moderni un’adeguata copertura cellulare. Grazie a tali tecnologie, gli edifici del futuro saranno in grado di soddisfare le crescenti esigenze degli utenti, garantendo loro non solo comfort, ma anche sicurezza e piena funzionalità dei loro dispositivi mobili.

La tecnologia DAS continuerà ad evolversi con l’aumento della domanda di connettività 5G e Internet of Things (IoT). DAS è un’infrastruttura chiave per le implementazioni 5G negli edifici, offrendo la bassa latenza e l’elevato throughput richiesti nelle moderne reti di comunicazione.

Sia le imprese che gli operatori di telecomunicazioni dovranno investire in questi sistemi per soddisfare le crescenti richieste degli utenti in termini di qualità del segnale e affidabilità della connessione, soprattutto nelle aree urbane densamente popolate.

La tecnologia DAS di prossima generazione soddisfa le esigenze del 5G

Le generazioni precedenti di reti cellulari si affidavano a sistemi di antenne distribuite (DAS) per fornire copertura interna e colmare le lacune di copertura in strutture complesse. Sebbene gli stessi principi si applichino allo sviluppo di sistemi 5G, c’è una differenza. Mentre le generazioni precedenti di DAS richiedevano solo la copertura di nuove bande di frequenza, il 5G richiede anche il supporto per il funzionamento multi-antenna, la tecnologia di beamforming attivo (AAS) e le tecniche MIMO che consentono al 5G di funzionare. Per soddisfare i requisiti di velocità e copertura del 5G, i moderni DAS 5G devono offrire prestazioni elettriche più elevate, il che pone sfide per le soluzioni di rete e di antenna.

Requisiti e sfide per il DAS di prossima generazione in un contesto 5G

Mentre la maggior parte delle discussioni sull’implementazione della rete cellulare si concentra sull’uso all’aperto, la ricerca mostra che oltre l’80% delle chiamate voce e dati da smartphone avviene in ambienti chiusi. Ciò significa che gran parte della domanda di servizi 5G proviene da utenti indoor. Sebbene le implementazioni di reti cellulari possano fornire copertura esterna, è improbabile che queste reti forniscano una copertura sufficiente nei sistemi di trasporto di massa, nelle grandi strutture, negli uffici, nei magazzini e in altri spazi interni. Il 5G farà molto affidamento sulle bande ad alta frequenza, le cui caratteristiche di propagazione fanno sì che questi segnali non penetrino efficacemente negli edifici in cemento e vetro a bassa emissione.

Sfide DAS tradizionali

Le sfide che il DAS deve affrontare nell’era del 5G sono simili a quelle delle generazioni precedenti: come fornire copertura cellulare in strutture grandi e complesse composte da una varietà di materiali che riflettono e assorbono il segnale, nonché disposizioni geometriche insolite. Le tradizionali implementazioni di reti cellulari spesso si basavano su un’antenna esterna collegata a una stazione base e a una torre esistenti. In alternativa, se la struttura fosse abbastanza grande, potrebbe avere una propria stazione base o utilizzare una stazione base vicina per instradare i segnali al DAS.

La progettazione DAS richiede una serie appropriata di antenne DAS, teste radio remote o nodi, a seconda dell’architettura DAS. I progettisti di rete devono tenere conto dell’uso di cavi RF, antenne di amplificazione, fibra ottica e connessioni Ethernet tra la rete cellulare e il DAS. L’architettura DAS deve fornire un’adeguata copertura nelle bande di frequenza desiderate. Con la crescente popolarità del Wi-Fi, i progettisti DAS affrontano una nuova sfida nell’offrire più operatori di telefonia mobile insieme ai servizi Wi-Fi. La soluzione a queste sfide è in genere l’aggiornamento degli hub, delle antenne e delle connessioni DAS per accogliere le nuove bande di frequenza e garantire che le aspettative di copertura dei clienti siano soddisfatte.

Sfide DAS in un contesto 5G

Il 5G attualmente utilizza tre bande di frequenza: bassa (sotto 1 GHz), media (da 1 a meno di 7 GHz) e alta (sopra 7 GHz, tipicamente nella banda mmWave). Le bande a bassa frequenza hanno la portata più lunga, ma offrono velocità e capacità dati limitate. Le bande di media frequenza, che comprendono la maggior parte degli odierni dispositivi cellulari, sono attualmente le più attive nel contesto del 5G. A loro volta, le bande ad alta frequenza, anche se per ora meno utilizzate, si espanderanno gradualmente nei prossimi decenni, il che significa che le future implementazioni DAS dovranno includere questi servizi.

La nuova tecnologia AAS nel 5G consente velocità dei dati e copertura significativamente più elevate in scenari di implementazione complessi, ma questa capacità deve essere supportata dai sistemi e dalle infrastrutture di distribuzione DAS. Il DAS deve supportare larghezze di banda più elevate, indipendentemente dalla sorgente del segnale 5G, e supportare anche i sistemi 4G/LTE legacy e le nuove bande e tecnologie 5G.

Evoluzione DAS in risposta alle sfide della copertura 5G

Per affrontare le sfide del 5G, le infrastrutture DAS, le connessioni e le antenne devono evolversi. Nonostante l’ampia varietà di soluzioni DAS, è necessario aumentare la disponibilità dei prodotti per mantenere, modernizzare e implementare nuove installazioni DAS.

Sorgente del segnale

La rete mobile è un’estensione dell’infrastruttura Internet. Nelle reti 5G, il core mobile può essere posizionato ai margini della rete e il core mobile e la RAN possono essere co-localizzati. La rete di backhaul collega la RAN alle stazioni base, quindi un’unità remota (RRU) distribuisce il servizio wireless dalla stazione base ai dispositivi dell’utente. In questi sistemi, DAS può connettersi alla rete cellulare tramite un’antenna, una stazione base o una piccola cella.

L’uso di piccole celle per supportare DAS sta diventando sempre più comune per supportare la larghezza di banda e la capacità previste dai servizi 5G. Questa soluzione richiede il multiplexing di piccole celle da ciascun fornitore di servizi per connettersi a Internet. L’aggregazione del traffico 5G in rapida crescita potrebbe sopraffare la capacità di trasporto, il che potrebbe richiedere l’installazione di reti di trasporto di capacità maggiore. Nel peggiore dei casi, ciò aumenta il costo e la complessità del DAS, ma gran parte di questo traffico 5G può sostituire il traffico esistente, il che significa che la necessità di una maggiore larghezza di banda può essere minima.

Distribuzione del segnale

Esistono tre principali strategie di distribuzione del segnale in DAS: passiva, attiva e ibrida. Il DAS passivo utilizza un pannello di controllo DAS collegato a una sorgente di segnale che alimenta una rete DAS composta da antenne e altri componenti passivi. I componenti passivi in questa configurazione includono splitter, cavi coassiali, adattatori, attenuatori, combinatori, divisori e accoppiatori. I sistemi DAS passivi si basano sulla generazione di un segnale RF, quindi sono efficienti quanto la sorgente del segnale. Questi sistemi presentano limitazioni nelle installazioni 5G e potrebbero essere utili solo nell’ultima fase di distribuzione in un sistema DAS ibrido.

Il futuro di DAS nel contesto di mmWave

Le considerazioni su mmWave 5G nei sistemi DAS presentano altre sfide. mmWave 5G consente un throughput elevato e una distribuzione del segnale più precisa. mmWave 5G sta riscontrando un certo successo nel mercato della banda larga wireless, dove i servizi 5G vengono utilizzati per fornire Internet domestico e altri servizi multimediali. Le applicazioni aziendali e per interni si stanno sviluppando lentamente su queste frequenze e sembra improbabile che il DAS mmWave venga implementato a breve termine.

I sistemi di antenna distribuiti (DAS) sono una soluzione moderna che sta diventando un elemento sempre più indispensabile degli edifici moderni. In tempi di crescente dipendenza dalle tecnologie mobili, una copertura mobile stabile non è solo una questione di comfort, ma anche di sicurezza. I sistemi DAS, grazie alla loro efficacia e flessibilità, sono la risposta alle sfide dell’edilizia moderna.

Nel contesto dello sviluppo dinamico della tecnologia 5G e delle crescenti esigenze del mercato immobiliare, gli investimenti nei moderni sistemi di antenne distribuite (DAS) stanno diventando cruciali. L’edilizia moderna, con i suoi materiali da costruzione avanzati, pone sfide nel garantire una copertura stabile della telefonia mobile all’interno degli edifici. Grazie agli investimenti di attori come Telecom Investment Partners, è possibile introdurre reti DAS efficienti che non solo aumentano il valore degli immobili, ma rispondono anche alla domanda globale di soluzioni di telecomunicazioni affidabili.

Dato che oltre l’80% delle comunicazioni mobili avviene all’interno degli edifici, l’implementazione di sistemi DAS avanzati diventa essenziale. I moderni sistemi DAS, integrando le tecnologie 5G e MIMO, sono in grado di soddisfare le esigenze anche delle strutture architettoniche più complesse, garantendo un accesso ininterrotto alla rete, particolarmente importante nei settori commerciale, direzionale e di pubblica utilità.

Per il mercato immobiliare, l’implementazione di queste soluzioni porta benefici non solo sotto forma di miglioramento del comfort degli utenti, ma anche nel contesto dell’aumento della sicurezza e del valore di investimento degli edifici. Nel contesto delle future implementazioni, i sistemi DAS giocheranno un ruolo chiave nel garantire una connettività affidabile nell’era 5G, diventando il fondamento delle moderne infrastrutture di telecomunicazioni negli edifici.

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