Segnale cellulare nei locali tecnici: come garantire la copertura mobile con un DAS attivo

Guardando un grande edificio dall’esterno è difficile immaginare la quantità di impianti necessaria per farlo funzionare ogni giorno. Reti elettriche e dati, impianti idrici, riscaldamento e condizionamento, sistemi di sicurezza, ascensori, quadri elettrici, centrali tecnologiche e sale di controllo occupano spazi che chi vive o lavora nell’edificio spesso non vede e che, in molti complessi, si trovano nei livelli inferiori, talvolta tre o quattro piani sotto il livello stradale.

È proprio in questo mondo tecnico, indispensabile al funzionamento di tutto ciò che si trova ai piani superiori, che lavorano manutentori e addetti alla gestione degli impianti. E proprio qui può manifestarsi un problema che all’esterno o ai piani più alti quasi non esiste: il cellulare non prende, oppure il segnale diventa debole e discontinuo.

Cemento armato, strutture metalliche, tubazioni, compartimentazioni e porte tagliafuoco possono infatti attenuare fortemente il segnale proveniente dalle stazioni radio base (BTS) degli operatori mobili. Di conseguenza, una chiamata che pochi piani sopra non presenta alcuna difficoltà può diventare impossibile nei locali tecnici; allo stesso modo, dispositivi che utilizzano la rete cellulare per trasmettere dati, allarmi o informazioni verso l’esterno possono trovarsi senza una connessione affidabile.

Il problema, quindi, non consiste semplicemente nel “portare un po’ di segnale” all’interno dell’edificio. Nei locali tecnici occorre riuscire a distribuire la copertura mobile in maniera capillare, raggiungendo anche gli ambienti più schermati e frammentati.

È uno degli scenari nei quali un sistema DAS, Distributed Antenna System, può diventare parte integrante dell’infrastruttura tecnologica dell’edificio.

Perché nei locali tecnici il cellulare non prende?

Il segnale mobile che utilizziamo normalmente arriva dalle stazioni radio base (BTS) degli operatori presenti sul territorio. All’esterno dell’edificio o ai piani più alti la copertura può essere perfettamente adeguata, mentre scendendo nei livelli interrati lo scenario cambia perché il segnale deve attraversare solai, muri in cemento armato e numerosi elementi strutturali prima di raggiungere smartphone e dispositivi.

Nei locali tecnici si aggiunge un’ulteriore difficoltà: questi ambienti sono spesso caratterizzati da un’elevata concentrazione di elementi metallici. Tubazioni, canalizzazioni, quadri elettrici, cisterne, macchinari e porte di compartimentazione contribuiscono a rendere la propagazione delle radiofrequenze particolarmente complessa.

Può quindi accadere che il telefono riesca ancora a collegarsi alla rete in un corridoio ma perda completamente il segnale entrando nel locale adiacente, oppure che la copertura vari sensibilmente spostandosi di pochi metri.

È una problematica che SITIP incontra anche negli ambienti sotterranei dove la copertura mobile è debole o assente, ma che nei locali tecnici può diventare ancora più difficile da affrontare proprio a causa dell’elevata frammentazione degli spazi.

Quando la mancanza di segnale diventa un problema operativo

Nei locali tecnici la copertura cellulare non riguarda soltanto la comodità di poter utilizzare uno smartphone. Riguarda innanzitutto le persone che devono lavorare in quegli ambienti e che, durante un intervento, possono avere la necessità di contattare un collega, chiedere indicazioni alla sala controllo, comunicare un’anomalia, inviare immagini o documentazione tecnica oppure coordinare un’attività con chi si trova in un’altra parte dell’edificio.

La criticità aumenta quando il personale opera da solo o in ambienti distanti dalle aree normalmente frequentate. In alcuni contesti vengono inoltre utilizzati dispositivi di sicurezza per i lavoratori isolati, come i sistemi man-down, progettati per rilevare cadute, immobilità o altre situazioni di possibile emergenza. Quando questi dispositivi utilizzano la rete cellulare per trasmettere l’allarme, disporre di una copertura mobile adeguata diventa essenziale per poter comunicare tempestivamente con l’esterno.

Per questo, quando si valuta la connettività di un grande edificio, non dovrebbero essere considerati soltanto gli uffici, gli spazi comuni o quelli frequentati dal pubblico. Un edificio realmente connesso deve poter garantire le comunicazioni anche nei suoi locali tecnici.

Non solo smartphone: quando la rete mobile serve anche agli impianti

C’è però un secondo aspetto, meno evidente ma sempre più importante. Nei locali tecnici non comunicano soltanto le persone: comunicano anche gli impianti.

Gateway IoT, modem e router LTE o 5G, sistemi di allarme con SIM, apparati di telemetria, sensori connessi e dispositivi di supervisione possono utilizzare la rete degli operatori mobili per inviare dati verso una centrale, un software di gestione o una piattaforma cloud. In altri casi la rete cellulare viene utilizzata come collegamento di backup quando la connettività principale non è disponibile.

In queste situazioni, un segnale mobile debole o instabile non significa necessariamente che l’impianto fisico smetta immediatamente di funzionare: un quadro elettrico, una pompa o un sistema di climatizzazione possono continuare a svolgere localmente la propria funzione. Ciò che può venire meno è però il percorso dell’informazione: dati che non arrivano alla supervisione, allarmi che non vengono trasmessi, notifiche ritardate oppure impossibilità di accedere all’impianto da remoto.

La distinzione è importante perché consente di capire il vero ruolo della connettività. In un edificio sempre più digitalizzato, la copertura mobile può essere utilizzata non solo per telefonare, ma anche come parte dell’infrastruttura attraverso cui gli apparati comunicano con l’esterno.

È lo stesso principio che SITIP affronta quando parla di monitoraggio remoto degli impianti tecnologici: il problema non è soltanto raccogliere il dato, ma assicurarsi che esista un percorso affidabile attraverso il quale quel dato possa arrivare dove deve essere utilizzato.

Nei locali tecnici privi di segnale, quindi, la domanda da porsi non è soltanto “i manutentori riescono a telefonare?”, ma anche: “ci sono dispositivi o servizi che dipendono dalla rete mobile per comunicare?”

Wi-Fi e telefono fisso possono bastare?

Una delle prime soluzioni adottate in molti edifici consiste nel mettere a disposizione un telefono fisso nella sala controllo oppure nel realizzare una copertura Wi-Fi. Sono entrambe infrastrutture utili, ma rispondono a esigenze diverse e non sostituiscono necessariamente la disponibilità della rete cellulare.

Il telefono fisso, per sua natura, rimane legato alla posizione nella quale è installato, mentre il personale tecnico può trovarsi a centinaia di metri di distanza, lungo un corridoio o all’interno di un vano impiantistico. Il Wi-Fi permette invece di portare la connettività dati in molte aree e, se dispositivi e operatori lo consentono, può supportare anche servizi voce.

Rimane però una tecnologia distinta dalla rete degli operatori mobili. Quando l’obiettivo è consentire l’utilizzo normale di smartphone, dispositivi con SIM oppure apparati che richiedono direttamente una connettività cellulare, occorre intervenire sulla copertura mobile indoor.

Wi-Fi e rete cellulare non devono quindi essere considerate tecnologie alternative in assoluto: all’interno di un’infrastruttura complessa possono convivere e completarsi, ciascuna per i servizi per i quali è stata progettata.

Portare il segnale nei sotterranei non basta: bisogna distribuirlo

Supponiamo di disporre di un buon segnale mobile sulla copertura dell’edificio. Tra quel punto e i locali tecnici possono esserci decine di metri in verticale, diversi piani, cavedi, canalizzazioni e percorsi tortuosi; una volta raggiunti i livelli interrati, il segnale deve inoltre essere distribuito lungo corridoi, vani tecnici e ambienti separati da pareti e porte metalliche.

È qui che emerge il vero problema progettuale: ricevere un buon segnale in un punto dell’edificio non significa automaticamente poterlo utilizzare in tutti gli ambienti.

Per capire perché questo scenario sia particolarmente impegnativo è utile considerare come funziona un sistema DAS tradizionale e quali difficoltà possono emergere quando le distanze e il numero di ambienti da coprire aumentano.

Perché un DAS passivo può diventare complesso nei locali tecnici

Un DAS utilizza più antenne distribuite nell’edificio per portare la copertura cellulare nelle aree in cui il segnale proveniente dall’esterno non riesce ad arrivare adeguatamente.

In un DAS passivo il segnale RF viene distribuito principalmente attraverso cavi coassiali, divisori, derivatori e antenne passive. È un’architettura consolidata e perfettamente valida in moltissime applicazioni, ma quando l’edificio diventa particolarmente articolato aumenta inevitabilmente anche la complessità della distribuzione.

Nei locali tecnici possono essere necessarie numerose antenne perché corridoi e piccoli ambienti sono spesso separati tra loro da strutture che ostacolano la propagazione radio. Ogni nuova antenna comporta collegamenti, divisori o derivatori e, man mano che aumentano le distanze, diventa necessario considerare anche l’attenuazione introdotta dai cavi coassiali e dagli elementi passivi della rete.

Nel nostro scenario esiste poi un problema molto concreto: il segnale migliore da utilizzare come sorgente può trovarsi sulla copertura dell’edificio, mentre gli ambienti da servire sono collocati diversi piani più sotto. Questo significa dover portare lunghe tratte coassiali attraverso canalizzazioni e cavedi che, nei grandi edifici, sono spesso già densamente occupati dagli altri impianti.

Non è quindi soltanto una questione di calcoli radioelettrici: entrano in gioco spazio disponibile, percorsi realmente utilizzabili, attenuazione del segnale, tempi di posa e possibilità concreta di far arrivare i cavi dove sono necessari.

È proprio in condizioni di questo tipo che un DAS attivo per la copertura mobile indoor di grandi edifici e campus può offrire un approccio differente.

DAS attivo: portare il segnale vicino alle zone da coprire

Nel DAS attivo cambia il modo in cui il segnale viene trasportato all’interno dell’edificio. Il sistema è costituito da una Base Unit (BU), che riceve e tratta i segnali RF, e da una serie di Remote Unit (RU) installate in prossimità delle aree nelle quali occorre creare la copertura.

La comunicazione tra queste unità può avvenire tramite cablaggi LAN o fibra ottica. Invece di cercare di trasportare il segnale RF per lunghe distanze esclusivamente mediante cavi coassiali, è quindi possibile portarlo fino alle diverse zone dell’edificio attraverso un’infrastruttura più simile, dal punto di vista della distribuzione, a quella utilizzata per una rete dati.

Solo in prossimità degli ambienti da coprire il segnale viene nuovamente distribuito in radiofrequenza.

È il principio alla base anche dei sistemi DAS attivi ZoneDAS integrati da SITIP, progettati per distribuire servizi voce e dati nelle aree indoor dove il segnale degli operatori non riesce ad arrivare in modo adeguato.

Le Remote Unit ibride diventano centri di distribuzione di zona

Questo aspetto diventa particolarmente interessante nei locali tecnici. Immaginiamo, ad esempio, un lungo corridoio sul quale si affacciano diversi vani impiantistici: una singola antenna installata nel corridoio potrebbe non essere sufficiente a portare il segnale all’interno di tutti gli ambienti, soprattutto quando questi sono separati da pareti in cemento armato o porte metalliche.

Una Remote Unit ibrida, dotata di uscite RF, può invece essere posizionata vicino a quel gruppo di locali e funzionare come un vero e proprio centro di distribuzione radio di zona. Da quel punto il segnale viene portato alle singole antenne passive attraverso tratte coassiali relativamente brevi, dimensionate in funzione degli ambienti da raggiungere.

Il vantaggio di questa configurazione sta proprio nel modo in cui vengono utilizzate le diverse tecnologie: il cavo coassiale non scompare, ma viene utilizzato dove è realmente utile. Anziché attraversare l’intero edificio, viene impiegato prevalentemente nell’ultimo tratto tra la Remote Unit e le antenne che servono i locali circostanti.

In questo modo la copertura può seguire molto più da vicino la conformazione reale dei locali tecnici.

RF over Ethernet: quando il segnale radio viaggia sulla rete

Alla base di questa architettura c’è la tecnologia RF over Ethernet, attraverso la quale i segnali radio vengono trattati in modo da poter essere trasportati mediante cablaggio Ethernet fino alle Remote Unit. Per distanze maggiori o in funzione della configurazione del sistema può essere utilizzata anche la fibra ottica.

La conseguenza pratica è importante: la distanza non deve più essere affrontata esclusivamente mediante lunghe tratte coassiali, con le relative perdite e difficoltà di posa. Invece di trascinare per tutto l’edificio il segnale radio in forma RF, lo si trasporta attraverso l’infrastruttura dati fino alla zona nella quale deve tornare a essere distribuito via radio.

Dal punto di vista dell’architettura, questo rende la pianificazione di un DAS attivo per alcuni aspetti più vicina alla distribuzione di una rete LAN o Wi-Fi. Non significa naturalmente che progettare un DAS equivalga a installare degli access point: rimangono indispensabili competenze radio, misure RF e una corretta progettazione delle antenne.

Cambia però in maniera significativa il modo in cui il segnale può essere portato nelle diverse aree dell’edificio.

Tutto parte dal segnale disponibile all’esterno

Prima di pensare a Base Unit, Remote Unit e antenne interne bisogna rispondere a una domanda fondamentale: quale segnale possiamo distribuire?

Generalmente il sistema utilizza un’antenna donatrice installata sulla copertura o comunque in una posizione elevata e il più possibile libera da ostacoli, dalla quale vengono ricevuti i segnali provenienti dalle BTS degli operatori.

Non è però sufficiente salire sul tetto e installare un’antenna. Prima occorre effettuare un rilievo RF, verificando quali segnali siano realmente disponibili, con quali livelli, su quali bande e da quali direzioni.

Solo sulla base di queste informazioni è possibile stabilire come configurare correttamente il sistema e quale sia la posizione più adatta per l’antenna donatrice. È un principio fondamentale nella progettazione di un sistema di copertura mobile: non si può distribuire correttamente un segnale che prima non è stato analizzato.

È la stessa logica adottata da SITIP nei propri progetti di connettività mobile indoor realizzati con sistemi DAS, nei quali la progettazione parte dalla situazione radio effettivamente presente nell’edificio.

Un sistema DAS deve essere progettato sull’edificio reale

Due edifici della stessa dimensione possono presentare problemi di copertura completamente differenti, perché cambiano i materiali utilizzati, la posizione delle BTS, il numero dei livelli, la disposizione degli ambienti, le compartimentazioni, le strutture metalliche e, soprattutto, le necessità operative di chi utilizza la struttura.

Per questo non esiste un numero standard di antenne da installare e non è corretto progettare l’impianto sulla base della sola superficie.

Occorre verificare quali operatori e quali segnali siano disponibili, dove il segnale esterno possa essere ricevuto nelle condizioni migliori, quali locali debbano essere effettivamente coperti, quali siano le zone più schermate e quali percorsi possano essere utilizzati per il cablaggio. Solo successivamente si può stabilire dove collocare le Remote Unit e quante antenne di servizio siano necessarie.

Da questa analisi può emergere che sia sufficiente un sistema di amplificazione relativamente semplice oppure, al contrario, che la frammentazione dei locali, la distanza e il numero delle aree da coprire rendano più efficace una distribuzione DAS.

Gli interventi SITIP di amplificazione del segnale mobile nei parcheggi sotterranei mostrano bene come la soluzione debba partire dalle esigenze specifiche dell’ambiente e dai servizi che hanno effettivamente bisogno di connettività.

DAS attivo o DAS passivo nei locali tecnici?

Non esiste una soluzione migliore in assoluto.

Un DAS passivo può essere perfettamente adeguato quando le distanze sono contenute, il numero di antenne è limitato e la distribuzione tramite cavo coassiale non presenta particolari difficoltà. Quando invece aumentano contemporaneamente la distanza tra il punto di ricezione e le aree da coprire, il numero dei locali, le compartimentazioni, le antenne necessarie e la complessità dei percorsi di posa, l’architettura attiva può offrire una maggiore flessibilità.

Nei locali tecnici la domanda corretta non è quindi “è meglio un DAS attivo o uno passivo?”, ma piuttosto “quale architettura permette di distribuire il segnale in maniera efficace e gestibile all’interno di questo specifico edificio?”

È la risposta a questa domanda che deve guidare la progettazione.

Un sistema che può evolvere insieme all’edificio

Un ulteriore elemento da considerare riguarda ciò che accade dopo l’installazione. Gli edifici cambiano: un locale può assumere una funzione diversa, possono essere installati nuovi apparati oppure può diventare necessario estendere la copertura ad aree inizialmente non previste.

La struttura modulare dei sistemi DAS attivi consente di affrontare queste evoluzioni con maggiore flessibilità. Le soluzioni ZoneDAS utilizzate da SITIP prevedono inoltre funzionalità di gestione e monitoraggio attraverso interfaccia Web GUI e protocollo SNMP, consentendo di verificare da remoto lo stato del sistema e dei suoi componenti.

In un’infrastruttura destinata a garantire un servizio continuativo, la possibilità di controllarne lo stato senza dover attendere che qualcuno segnali una zona priva di copertura assume un valore operativo concreto.

Dove può essere utile un DAS attivo nei locali tecnici?

Il problema non riguarda soltanto i grattacieli. Condizioni analoghe possono presentarsi in edifici direzionali, stabilimenti industriali, ospedali, strutture sanitarie, hotel, campus, centri commerciali, grandi complessi residenziali, parcheggi multipiano e, più in generale, in tutte quelle strutture nelle quali gli ambienti tecnologici occupano superfici importanti o si sviluppano su più livelli.

Il denominatore comune è sempre lo stesso: il segnale mobile disponibile all’esterno non riesce a raggiungere in maniera affidabile tutti i punti nei quali persone o dispositivi hanno bisogno di comunicare.

Quando gli ambienti sono pochi e vicini può essere sufficiente una soluzione relativamente semplice; quando diventano numerosi, distanti e fortemente compartimentati, è invece necessario ragionare sulla distribuzione del segnale come su una vera infrastruttura dell’edificio.

Come capire se nei locali tecnici serve un DAS?

Il numero delle tacche visualizzato sullo smartphone può essere un primo indizio, ma non è sufficiente per progettare un impianto.

Il punto di partenza è un sopralluogo accompagnato da misure RF, attraverso il quale ricostruire ciò che accade sia all’esterno sia all’interno dell’edificio: dove si trova il segnale migliore, quali operatori sono disponibili, in quali ambienti la copertura viene persa, quali locali devono essere raggiunti e quali ostacoli separano una zona dall’altra.

All’analisi della copertura va inoltre affiancata quella delle esigenze operative: occorre capire chi deve comunicare in quei locali e se sono presenti dispositivi, sistemi di allarme, apparati IoT o infrastrutture di supervisione che utilizzano direttamente la rete mobile.

Solo disponendo di queste informazioni è possibile scegliere la soluzione corretta. In alcuni casi sarà sufficiente un sistema per amplificare il segnale cellulare; nei contesti più estesi e frammentati, invece, il DAS attivo permette di progettare una distribuzione più capillare e adattabile alla struttura.

Copertura mobile nei locali tecnici: partire dal problema, non dall’amplificatore

Quando nei locali tecnici il cellulare non prende, acquistare semplicemente un amplificatore non dovrebbe essere il primo passo. Prima bisogna capire quale segnale è disponibile, chi o che cosa deve utilizzarlo e dove deve essere portato.

Nei grandi edifici, soprattutto nei livelli interrati caratterizzati da compartimentazioni, tubazioni, strutture metalliche e lunghi percorsi tecnici, la vera difficoltà non consiste nel ricevere il segnale in un singolo punto, ma nel distribuirlo bene fino agli ambienti nei quali è necessario.

L’architettura DAS attiva permette di portare il segnale attraverso cablaggio LAN o fibra verso le diverse zone dell’edificio e di utilizzare Remote Unit e antenne locali per raggiungere in maniera più precisa gli spazi da coprire. È un approccio particolarmente interessante proprio nei casi in cui una distribuzione basata su lunghe tratte coassiali diventerebbe complessa da progettare, installare e successivamente modificare.

In SITIP Telecomunicazioni partiamo dal rilievo dei segnali, dall’analisi dell’edificio e dalle effettive necessità di comunicazione per definire la soluzione più adatta: dall’amplificazione di una singola area fino alla progettazione di sistemi DAS attivi per strutture articolate e ambienti particolarmente difficili.

Perché nei locali tecnici una copertura mobile affidabile non serve soltanto ad avere campo sullo smartphone: può significare mantenere connesse persone, dispositivi e servizi che devono continuare a comunicare anche nei punti più difficili dell’edificio.

Vuoi approfondire gli aspetti tecnici?

Questo articolo nasce dal white paper tecnico “Il DAS attivo nei locali tecnici”, realizzato da SITIP Telecomunicazioni, nel quale vengono approfonditi l’architettura del sistema, la distribuzione RF over Ethernet, l’utilizzo delle Remote Unit ibride e le caratteristiche della soluzione ZoneDAS.

Per approfondire: scarica il white paper completo sul DAS nei locali tecnici dalla sezione Documentazione Tecnica del sito SITIP.