Los DAS (Distributed Antenna System o sistemas de antenas distribuidas) se emplean para resolver los problemas de cobertura inalámbrica en grandes edificios, espacios con alta densidad de usuarios y enclaves donde las torres de telefonía móvil resultan insuficientes. Estos sistemas resultan esenciales para lograr unas comunicaciones móviles fiables.
Índice de temas
En qué consiste el DAS o sistema de antenas distribuidas
Diseñadas para brindar cobertura móvil o Wi-Fi, un sistema de antena distribuida es una red de antenas separadas espacialmente conectadas a una fuente común, generalmente a través de un medio de transporte como cables de fibra óptica. El sistema está diseñado para distribuir y transmitir señales inalámbricas de radiofrecuencia desde un punto central a múltiples antenas, lo que aumenta eficazmente la intensidad de la señal y elimina las zonas muertas dentro de un área designada.
Estas antenas -que se pueden colocar parcialmente en interiores (iDAS) o en exteriores (oDAS)-, pueden diseñarse para diferentes bandas de frecuencia y tecnologías, como celular o Wi-Fi, así como aplicaciones más especializadas como UHF, FirstNet, TETRA o redes de servicios de emergencia y aplicaciones de seguridad pública.
Un poco de historia
La historia de los DAS surgió en la década de 1980 para mejorar la cobertura inalámbrica en interiores mediante el uso de múltiples antenas de baja potencia conectadas entre ellas. Los primeros DAS, conocidos como DAS 1.0, usaban cables coaxiales para sistemas de un solo portador, evolucionando a DAS 2.0 que integraba fibra y coaxial para soporte de múltiples portadoras. La última generación, DAS 3.0, cuenta con una arquitectura totalmente de fibra para soluciones inalámbricas avanzadas y de alta capacidad para interiores
Inicialmente se desarrollaron para sistemas de radio bidireccionales, pero su tecnología ha evolucionado para soportar redes móviles comerciales como 4G/LTE y 5G y admitir múltiples operadores.
La importancia del sistema de antenas distribuidas (DAS)
En el mundo actual en el que se busca la conectividad ubicua y constante, los sistemas de antenas distribuidas se presentan como el aliado idóneo para subsanar los retos de la cobertura inalámbrica. Además, con la llegada de la tecnología 5G y el despliegue masivo de dispositivos IoT, estas soluciones -que destacan por su versatilidad y escalabilidad-, desempeñan un papel crucial en la habilitación de ciudades inteligentes, vehículos conectados y aplicaciones industriales de IoT dentro de la infraestructura inalámbrica.
En concreto, la relevancia de los sistemas de antenas distribuidas se pone de manifiesto a la hora de aportar cobertura inalámbrica uniforme en grandes estructuras como edificios grandes, centros comerciales, complejos empresariales o aeropuertos, por citar algunos. Esta tecnología distribuye las señales en diferentes zonas garantizando que los usuarios no experimenten zonas muertas ni llamadas interrumpidas cuando se desplazan por las instalaciones.
También queda patente su utilidad en la gestión de áreas de usuarios de alta densidad, lugares masificados como estadios, centros de convenciones o áreas urbanas concurridas. DAS es capaz de administrar de forma eficaz la demanda de conectividad distribuyendo la carga entre múltiples antenas ya que puede soportar más de 500 usuarios simultáneos por nodo, manteniendo la calidad del servicio.
A estos dos escenarios podemos añadir casos de uso especial como en entornos difíciles: túneles, instalaciones subterráneas o edificios con elementos arquitectónicos complejos que dificultan las señales inalámbricas.
Componentes clave del DAS
Los componentes principales de un DAS incluyen:
Antenas. Son el componente más visible de una instalación DAS y se colocan estratégicamente en las instalaciones para ofrecer una cobertura inalámbrica completa. Pueden ser omnidireccionales (cobertura de 360 grados), direccionales (orientan las señales hacia direcciones específicas), y antenas de panel. Además, se pueden instalar de varias maneras dependiendo de la estructura y el diseño del edificio: montadas en el techo, en la pared y en exteriores.
Una fuente de señal que funciona como el núcleo de un DAS, alimentando la señal original que se distribuye por toda la instalación. Normalmente es una estación transceptora base (BTS) o una celda pequeña, señal off air o repetidor. Depende de los requisitos de cobertura.
Un sistema de distribución que representa el sistema circulatorio del DAS y está conformado por el cableado que conecta las fuentes de señal a las antenas. Pueden usar cables coaxiales, fibra óptica o combinaciones de ambas opciones.
Podemos hablar de cuatro tipos
Sistema activo: Un sistema DAS activo puede convertir las señales analógicas de radiofrecuencia recibidas de una fuente de señal en señales digitales que pueden distribuirse a través de cable de fibra óptica o cable Ethernet. Esta conversión la realiza una «unidad maestra» que es el componente más crucial de este sistema.
Sistema pasivo: El sistema DAS pasivo emplea dispositivos pasivos de radiofrecuencia como acopladores, cable coaxial, divisores y derivaciones para distribuir señales por una zona o un edificio.
Sistema digital: Los sistemas DAS digitales convierten las señales recibidas en ceros y unos que luego pueden viajar por el cable de fibra y el cable Ethernet para su posterior distribución. Esta conversión la realiza una unidad de banda base (BBU) que es un componente integral de este sistema y se conecta directamente a una unidad maestra sin necesidad de conversión analógico-digital.
Sistema híbrido: El sistema DAS híbrido utiliza las características de los sistemas DAS activos y pasivos. En este sistema, la unidad de radio remota no está vinculada a las antenas, lo que permite al sistema utilizar tanto cable de fibra como cable Ethernet para transportar las señales por toda la zona de distribución.
Estos componentes trabajan conjuntamente para capturar, amplificar y redistribuir las señales móviles.
¿Cómo funciona el sistema de antenas distribuidas?
Como hemos comentado antes, un sistema DAS consta de varias antenas desplegadas en distintas posiciones para ofrecer una cobertura inalámbrica uniforme en la misma zona con mayor fiabilidad. Dichas antenas utilizan las frecuencias autorizadas del operador para transmitir y recibir señales que mejoran la prestación de servicios de voz y datos a los usuarios y tienen una potencia total reducida para evitar interferencias entre las señales.
Su funcionamiento es muy sencillo. En primer lugar, un sistema de antenas distribuidas recibe las señales inalámbricas de una fuente central, normalmente una estación transceptora base (BTS) o una small cell. Posteriormente la unidad central distribuye señales a través de cable o redes de fibra óptica a antenas ubicadas estratégicamente en toda la instalación. Antes de la retransmisión, las señales se amplifican para compensar las pérdidas de distribución. Y, finalmente, las antenas emiten señales que proporcionan una cobertura inalámbrica integral a áreas específicas dentro de las instalaciones.
Un DAS proporciona señales a zonas de cobertura deficiente empleando a menudo acopladores direccionales de radiofrecuencia (RF) y amplificadores inalámbricos que dividen y amplifican la señal de origen para que llegue a las antenas distribuidas. En algunos casos, los DAS emplean una combinación de cables coaxiales de baja pérdida y cables de fibra óptica para dividir las señales entre las antenas.
Fuente de la señal
Un sistema de antenas distribuidas distribuye señales a las antenas y no genera por sí mismo señales inalámbricas. De hecho, necesita una fuente de señal que las cree. Dicha fuente puede proceder de diferentes dispositivos como estaciones transceptoras base (BTS) que, al ofrecer señales de alta potencia, se suelen utilizar en implementaciones a gran escala -como estadios o aeropuertos-, concediendo una intensidad de señal potente para áreas de cobertura extensas. Estas centrales transmisoras de radio BTS/NodeB/eNodeB/gNB in situ funcionan del mismo modo que las torres de telefonía móvil. Las BTS, de distintos operadores de telefonía móvil, están conectadas a la red central de sus respectivos operadores a través de un cable de fibra óptica desplegado por el propio operador. En zonas muy concurridas (como mercados, estadios, etc.), cada antena distribuida puede estar conectada a una BTS distinta, por tener un operador distinto, para dar cobertura de servicio a miles de personas simultáneamente. Los sistemas DAS, que tienen una fuente de señal BTS in situ, son caros y también tardan más en desplegarse.
Otra opción son las small cell o celdas pequeñas. Son fuentes de señal de baja potencia diseñadas para instalaciones más pequeñas como oficinas, hospitales y tiendas, proporcionando una cobertura específica para áreas concretas. Para conectarse y funcionar correctamente, necesitan una conexión fiable a Internet.
Otra posibilidad es la fuente de señal off-air utiliza una antena donante, situada en un tejado que recibe y transmite señales inalámbricas de un operador de telefonía móvil. Es la fuente de señal más rentable si la señal de la antena donante es de alta intensidad y calidad.
Y también habría que incluir los repetidores que amplifican las señales inalámbricas existentes antes de la retransmisión y a menudo se utilizan en sistemas DAS pasivos para ampliar la cobertura sin necesidad de nuevas fuentes de señal.
La fuente de señal es la parte más crítica de un DAS, ya que las limitaciones de rendimiento de este sistema dependen de una fuente de señal. Si esta es buena, el DAS mejorará la cobertura y la capacidad. En cambio, si no es eficiente, el rendimiento del DAS no será suficiente.
Amplificadores de señal
Los amplificadores de señal se clasifican en amplificadores de línea (utilizados en configuraciones más grandes para viajes de señales a larga distancia) y amplificadores bidireccionales (capaces de enviar y recibir señales para entornos complejos).
Son muy importantes para mantener la intensidad de la señal durante todo el proceso de distribución. Sin una amplificación adecuada, las señales se debilitan a largas distancias o al atravesar barreras físicas, lo que genera zonas muertas y problemas de conectividad.
Sistema de distribución
Para distribuir las señales en soluciones DAS se puede recurrir a diferentes sistemas de distribución como los cables coaxiales que representan un método tradicional de distribución de señales, pero que se enfrentan a limitaciones en términos de pérdida de señal y capacidades de ancho de banda, lo que los hace adecuados principalmente para instalaciones más pequeñas.
Independientemente del desempeño del sistema de distribución, DAS siempre está limitado por el desempeño de la señal que proporciona a la red
Más populares son los cables de fibra óptica al brindar una distribución de señal de calidad mayor, haciendo posible la transmisión de grandes cantidades de datos a largas distancias con mínimas pérdidas. Esta tecnología es esencial para las implementaciones de DAS a gran escala.
Y por último estará el modelo de cableado híbrido que combina cables coaxiales y de fibra óptica. Suelen ser habituales en instalaciones DAS híbridas.
Tipos de sistemas de antenas distribuidos (DAS) que hay
DAS pasivo
Representa la forma más simple de tecnología DAS. Utiliza cables coaxiales, divisores y antenas pasivas para distribuir señales por toda la instalación. Si bien son rentables, las configuraciones de sistemas pasivos suelen ser adecuadas para áreas de menos de 23.000 metros cuadrados y presentan limitaciones en cuanto a alcance y capacidad de red.
DAS activo
Utiliza una red de amplificadores y convertidores para amplificar y distribuir señales inalámbricas de alta calidad. Estos sistemas gestionan más tráfico y escalan fácilmente, pero requieren una mayor inversión inicial. Reduce la degradación de la señal en más del 60% en edificios de varias plantas en comparación con los sistemas pasivos.
DAS híbrido
Combina elementos de sistemas activos y pasivos, ofreciendo personalización para entornos que requieren patrones de cobertura específicos y opciones de escalabilidad. Esta modalidad aporta un equilibrio entre coste y rendimiento, lo que lo hace ideal para instalaciones complejas.
DAS a medida
En el mercado existen soluciones DAS listas para usar que pueden satisfacer los requisitos básicos, sin embargo, por lo general, las instalaciones más grandes a menudo precisan de soluciones hechas a medida. Los fabricantes de DAS pueden diseñar sistemas personalizados que permitan abordar desafíos específicos como edificios complejos, necesidades de frecuencia concretas o integración con infraestructura inalámbrica existente.
Ventajas del DAS
Mejor cobertura
La principal ventaja de los sistemas DAS es una mejor consistencia de la cobertura. Al distribuir las señales a través de múltiples antenas y de forma uniforme, elimina eficazmente las zonas muertas y las áreas con señal débil dentro de las instalaciones, reduciendo las llamadas perdidas en grandes recintos y proporcionando una mejor cobertura general. Incorporar estas soluciones dentro de un edificio ayuda a evitar el problema de frecuencias más altas, como 5G, que son menos capaces de penetrar desde el exterior hacia el interior de los edificios.
Aumento de la capacidad
Una antena DAS puede aumentar la capacidad de una red móvil porque puede administrar un mayor número de usuarios y un mayor número de tráfico de datos que una sola antena celular. Esta capacidad es primordial en grandes edificios o áreas de alto tráfico donde una gran cantidad de personas utilizan simultáneamente sus dispositivos móviles.
Escalabilidad y preparación para el futuro
Como propuestas modulares y flexibles, las soluciones DAS se adaptan a las necesidades cambiantes de las organizaciones. Se pueden añadir nuevas antenas a la infraestructura existente para gestionar el aumento de la demanda.
Operador neutral
Una antena DAS puede ayudar a admitir numerosos operadores y tecnologías inalámbricas, incluidos 3G, 4G y 5G, sin necesidad de una antena separada para cada operador. Esta capacidad es importante para las empresas que desean proporcionar a sus empleados o clientes cobertura inalámbrica, independientemente de su operador o dispositivo.
Disminución de las interferencias
Debido a que DAS divide las señales entre múltiples antenas, cada una de las cuales transmite a niveles de potencia más bajos, la interferencia de la señal se reduce significativamente en comparación con las soluciones de una sola antena de alta potencia. De hecho, puede reducir la interferencia de otros dispositivos inalámbricos, incluidos los enrutadores Wi-Fi o los dispositivos Bluetooth, debido a su diseño para operar en una banda de frecuencia específica. También puede filtrar señales no deseadas por lo que concede una cobertura inalámbrica más confiable y constante.
Menor consumo energético
Una antena DAS requiere menos energía porque está más cerca del usuario y puede operar a un nivel de potencia más bajo en comparación con una antena celular. Es posible que un sistema DAS sea más eficiente energéticamente y rentable a largo plazo.
Aplicaciones del sistema de antenas distribuidas (DAS)
Los DAS están disponibles en múltiples diseños dependiendo de sus requisitos de aplicación (ya sea en interiores o exteriores) y atendiendo a sus características tienen un vasto campo de aplicación en multitud de sectores:
Salud
Ambulatorios, centros de salud, clínicas, hospitales… los sistemas de antenas distribuidas instalados en estas ubicaciones garantizan una conectividad inalámbrica confiable para los equipos médicos y servicios de emergencias.
Educación
Con la digitalización y la teleeducación, escuelas y universidades con elevada demanda de conectividad pueden encontrar en los DAS los perfectos compañeros de estudios para lograr un acceso constante y rápido a los recursos académicos.
Transporte
Aeropuertos, estaciones de tren y terminales de autobuses son áreas de alto tráfico donde DAS proporciona beneficios significativos, garantizando que los viajeros puedan acceder a sistemas de venta de billetes, actualizaciones en tiempo real y servicios de entretenimiento sin problemas de conectividad.
Entretenimiento
Grandes recintos deportivos también son un buen escenario para la instalación de arquitecturas DAS que permitan mejorar la cobertura inalámbrica ante decenas de miles de personas conectadas simultáneamente.
Empresas
Compañías que tienen sus oficinas en grandes edificios necesitan que la conectividad sea fluida por todas las plantas y recovecos. Eso es lo que aporta DAS para estos enclaves.
Pequeño comercio
En entornos minoristas, DAS facilita la gestión de inventario y los sistemas de punto de venta, y mejora la experiencia del cliente mediante servicios personalizados basados en la ubicación.
