Qu’est-ce qu’un analyseur de spectre RF ?

Les analyseurs de spectre RF comptent parmi les outils de test et d’assurance des communications sans fil les plus puissants et largement utilisés, avec une liste d’applications et de capacités qui ne cesse de croître. Le déploiement de la 5G a accru les défis en matière d’analyse de spectre tout du long du cycle de vie du réseau, alors que les ondes sont de plus en plus chargées et que des techniques avancées de transmission et de modulation sont utilisées.

À mesure que le paysage évolue, l’analyseur de spectre RF monofonction classique ne suffit plus. Les outils d’analyse RF conçus sur mesure cèdent la place à des plateformes de test polyvalentes, portables, dotées des capacités nécessaires pour déverrouiller la complexité de la 5G et des technologies sans fil émergentes.  

VIAVI a développé les solutions de test RF portables les plus complètes du marché, bâties sur des décennies d’expérience en matière d’analyse de spectre RF et d’expertise apte à répondre aux besoins des réseaux sans fil actuels. 

La technologie d’analyse de spectre en temps réel (RTSA) développée par VIAVI fournit la base de nouvelles fonctionnalités d’analyse RF portable. Parallèlement à des workflows automatisés, à la connectivité cloud et à des rapports largement simplifiés, ces fonctionnalités avancées répondent aux besoins nouveaux des fournisseurs de service RF, des techniciens terrain et des sous-traitants.  

• L’analyse du spectre avec persistance utilise des algorithmes avancés pour mesurer avec précision la présence d’une fréquence donnée au sein du signal au fil du temps. Cette méthode permet d’afficher et de quantifier des « signaux masqués » qui pourraient sinon échapper à la détection. Avec la transmission duplex par séparation temporelle (TDD) qui est obligatoire pour les porteuses 5G au-delà de 3 GHz, l’analyse du spectre avec persistance est un outil qui excelle dans la caractérisation des signaux 5G avec des créneaux de temps en liaison montante et descendante sur la même fréquence.  

  Real-time Spectrum Analysis

  
• L’analyse de signal s’est développée en tant que déclinaison de l’analyse de spectre RF afin de fournir des informations détaillées sur les relations d’amplitude et de phase entre les signaux et leurs caractéristiques de modulation. Les capacités d’analyse de signal dans un analyseur de spectre RF portable sont essentielles pour l’analyse de modulation 5G et LTE, le mappage des canaux et les tests de conformité aux normes 3GPP.
• L’analyse des interférences convertit les données de spectre en informations utiles sur la source et le type de signaux indésirables impactant les réseaux cellulaires. Les fonctionnalités de relecture de l’analyseur de spectre RF, les outils de recherche d’interférences et les logiciels avancés de création de carte des points chauds peuvent être utilisés pour localiser précisément les sources d’interférence, avec rapidité et facilité.
• Les fonctionnalitésRF sur CPRI (RFoCPRI) pionnières de VIAVI fournissent une méthode utile de mesure RF via le fronthaul de la fibre, à savoir le lien entre l’unité de bande de base (BBU) et la tête radio distante (RRH) sur un réseau sans fil. Le RFoCPRI permet d’analyser facilement, depuis le sol, les signaux en liaison montante des appareils mobiles et les interférences haut dans le pylône.
• L’analyse de faisceaux est une fonctionnalité utile d’analyse de spectre RF portative développée pour les tests de performances par voie hertzienne (OTA) dans les applications de beamforming (création de faisceaux directifs) 5G. Un analyseur de beam 5G (faisceau directif) peut caractériser le profil de transmission de chaque ID de faisceau individuel, y compris la puissance du faisceau et le rapport signal/bruit (SNR).  

• Les systèmes MIMO massif (Massive MIMO) permettant une couverture utilisateur dynamique et une transmission des ondes millimétriques présentent des défis uniques en termes de validation des antennes et de couverture. Les outils d’analyse de spectre 5G conçus pour analyser avec exactitude le comportement du signal dans le spectre FR2 (onde millimétrique) et assurer le mappage de la couverture en temps réel sont des fonctionnalités nouvelles essentielles pour les déploiements MIMO 5G.

  

Les analyseurs de spectre RF de terrain servent à mesurer l’utilisation des fréquences et l’interférence dans et entre les réseaux de télécommunications. Un analyseur de spectre RF portable peut aussi déterminer le niveau de précision d’une transmission sans fil en comparant les fréquences et les bandes passantes d’un signal sortant à un signal entrant reçu. L’analyseur de spectre s’avère un outil de laboratoire et de production précieux à mesure que de nouveaux composants et topologies RF sont développés et déployés. 

• Les opérations des antennes-relais utilisent une analyse de spectre RF avancée pour développer la portée des services 5G sans fil et vérifier les KPI (Key Performance indicator) de performances lors de la mise en service. L’analyse de spectre en temps réel, avec spectre avec persistance, est incontournable pour analyser les modes de transmission 5G de pointe tels que le duplex par séparation temporelle (TDD) et le partage du spectre dynamique (DSS). Face aux kilomètres de nouvelle fibre et à la multitude de nouveaux réseaux d’antennes accompagnant chaque nouvelle installation, les solutions de test RF tout-en-un de VIAVI incluent également des capacités utiles de vérification de la fibre et des antennes.  
• Le blindage RF est une préoccupation constante pour les réseaux câblés traditionnels connectant les entreprises et les particuliers, de même que les connexions d’antennes RF coaxiales. Un blindage RF endommagé ou manquant peut conduire à des interférences depuis les signaux échappés (sortie) et à des fuites dans les câbles qui gênent la transmission câblée (entrée). Les solutions conçues sur mesure de surveillance du spectre RF capables de localiser et d’éliminer les sources de fuite sont utiles dans tous les cas de figure. Un analyseur de spectre RF portatif peut vérifier les émissions des équipements électroniques et la conformité aux normes de compatibilité électromagnétique (EMC).
• Les champs électromagnétiques (EMF) sont nocifs pour les humains au-delà de certains seuils. Les fournisseurs de services mobiles doivent en permanence prendre des mesures des radiations pour assurer la conformité réglementaire ainsi que la sécurité personnelle des employés et des clients. 

L’analyseur de spectre RF se distingue de l’oscilloscope en quantifiant le comportement du signal dans le domaine de fréquence ainsi que le domaine temporel. L’analyseur de spectre RF hétérodyne (à balayage) a constitué la norme du secteur pendant des décennies. La mesure classique de l’amplitude par rapport à la fréquence procédait par conversion-abaissement des signaux entrants et par balayage via un filtre de bande passante de résolution (RBW). Un détecteur supplémentaire calculait ensuite la valeur d’amplitude pour chaque fréquence affichée à l’écran. 

• Analyse de spectre en temps réel 
  Un analyseur classique de spectre RF à balayage fournit uniquement un instantané de l’amplitude du signal à un moment donné. Cette méthode est efficace pour les signaux stables ou constants, mais moins utile pour diagnostiquer les composants de signal et de bruit imprévisibles, intermittents ou transitoires. Pour surmonter ces limitations, la technologie RTSA utilise la puissance de traitement numérique pour augmenter le taux d’échantillonnage et pour enregistrer les résultats en continu, fournissant ainsi une analyse plus complète.
• Analyse de spectre 5G 
  Les interférences de fréquences radio sont un problème courant de la5G RAN. Elles sont à l’origine de dégradations des performances, notamment une baisse du débit de données et une détérioration de la qualité de la voix. La source d’interférence peut souvent être transitoire dans le temps et au niveau de la fréquence. La technologie RTSA est un outil efficace d’analyse de spectre 5G, avec un affichage de spectre avec persistance pour présenter des milliers de points de données simultanément. La couleur et la luminosité sont utilisées pour représenter graphiquement la probabilité d’apparition d’un signal donné. 

• OneAdvisor 800 
  Le OneAdvisor 800 de VIAVI est un analyseur de spectre RF portable polyvalent, idéal pour vérifier et dépanner les réseaux RAN. La liste de ses fonctionnalités d’analyse de spectre RF est impressionnante : spectre avec persistance en temps réel de 9 Hz jusqu’à 44 GHz, analyse d’interférence RFoCPRI, vérification de fronthaul O-RAN et capacités avancées de localisation des interférences. OneAdvisor 800 exécute également des tests de réflexion d’antennes et de câbles, une inspection des connecteurs optiques et des tests OTDR en s’appuyant sur des workflows de test pré-configurés.  
• CellAdvisor 5G
  CellAdvisor 5G est l’analyseur de spectre 5G portable le plus complet et le plus simple du marché, conçu pour répondre de manière fiable à la complexité de l’analyse de spectre 5G. Les fonctionnalités RTSA, d’analyse d’interférence et d’affichage à persistance prennent en charge les plages de fréquence FR1 et FR2 (ondes millimétriques). Les mesures d’analyse de porteuses 5G mesurent la puissance de jusqu’à huit porteuses simultanément tandis que l’analyse de faisceaux directifs 5G (5G beam analysis) caractérise l’ID de faisceau individuel, le niveau de puissance et le rapport signal/bruit. Les fonctionnalités de tests de la fibre et coaxiaux complètent les capacités avancées de détection du fronthaul, des interférence et d’intermodulation passive sur CPRI.

• InterferenceAdvisor 
  InterferenceAdvisor est une solution entièrement automatisée de recherche d’interférences RF conçue pour s’intégrer directement à un analyseur de spectre OneAdvisor 800. Le logiciel InterferenceAdvisor, chargé sur une tablette Android, analyse les données de spectre RF et de puissance en transit. Une carte des points chauds intuitive guide le technicien RF vers la zone identifiée comme épicentre probable de l’interférence.