Базовая станция WiMAX.
Прошлую свою статью «WiMAX. Как это работает» я посвятил описанию технологии, общим словам о используемых механизмах, и показал приблизительную структуру сети. Поскольку эта тема интересна сообществу, я продолжаю.
На этот раз вы вплотную приблизитесь к Базовой Станции сети WiMAX, узнаете как она работает и сможете задать интересующие вас вопросы.
По сути сеть WiMAX — обыкновенная IP-сеть, на одном из сегментов которой в качестве среды передачи данных используются радиоволны. С другой же стороны на физическом уровне WiMAX очень похож на сети GSM, CDMA и любые другие беспроводные сети.
Под катом вы сможете узнать про элементы БС, принцип действия и используемые механизмы.
Хабракат — прекрасная вещь, помогает отделить зёрна от плевел для каждой конкретной статьи. Впрочем, я отвлёкся, простите.
Схема
Схема БС принципиально не отличается от используемой в других беспроводных технологиях: основной внутренний модуль, усилители и антенны. Единственное отличие: наличие (простите за игру слов) антенны GPS.
How Login Into Huawei BBU3900 || telecommunications network engineer || PK Telecommunications
DBS3900
Перед началом повествования хочу сказать, что речь будет идти о реализации Huawei, поэтому некоторые моменты могут являться спецификой этой компании.
Итак. Базовая станция DBS3900 (Distributed Base Station) состоит из внутреннего обрабатывающего узла (BBU в терминологии Huawei), усилителей (RRU) и антенн.
Разумеется, «мозгом» БС является BBU — BaseBand Unit. На этот узел ложится практически вся нагрузка по обработке данных, синхронизации, управлению, сбору статистики.
В BBU со стороны сети ASN поступают PDU физического уровня. Данные канального уровня обрабатываются с помощью различных схем кодирования, модуляции, соответствующей уровню сигнала, претерпевают обратное преобразование Фурье, к ним добавляется Cycle Prefix и далее отправляются на усилитель.
DMS39000 состоит из следующих плат.
Первые 4 слота (с 0 по 3) отведены под платы BBBI (BWA BaseBand processing and radio Interface unit). На каждой плате есть по три оптических интерфейса (CPRI-Common Public Radio Interface) для подключения усилителей. Могут быть установлены одна или две платы, каждая из которых занимает два слота.
Слоты 4 и 5 отведены под плату USCU (Universal Satellite card and Clock Unit). Эта плата занимает также два слота и используется для синхронизации. Для WiMAX, использующего временной дуплекс (TDD) синхронизация — очень важный вопрос, поскольку время приёма/передачи должно быть синхронизировано как для разных секторов одной БС, так и для других базовых станций, являющихся соседними для рассматриваемой.
Вообще говоря, используется GPS, как самый простой и универсальный способ. Но, как я уже говорил где-то в комментариях к другим статьям, в России обязывают устанавливать помимо GPS, плату приёмника ГЛОНАСС — K161, для которой на USCU производителем предусмотрены ножки крепления и небольшой джампер. Основной разъём на этой плате — SMA для дажмпера от антенны GPS.
How To Login Huawei BBU3900/BBU5900 | Huawei BBU
Шестой и седьмой слот используется для «основной» платы BBU — BMPT (BWA Main Processing https://habr.com/ru/articles/79112/» target=»_blank»]habr.com[/mask_link]
Huawei Technologies DBS3900
Этот скромный блок — BBU3900 , блок обработки базовых частот для установки внутри помещений, который обеспечивает централизованное управление эксплуатацией и обслуживанием, а также обработку сигнализации всей системы базовой станции и обеспечивает опорный сигнал синхронизации. Также блок имеет физические интерфейсы для соединения с BSC и RRU3004. BBU3900 устанавливают в статив 2 U высотой и шириной 47.5 см. Он может быть установлен в статив 19 “, либо смонтирован на стену.
В BBU3900 устанавливаются дополнительные платы, обеспечивающие мониторинг окружающих условий, мониторинг интерфейса Abis и сигналов синхронизации GPRS. BBU3900 это компактное оборудование, простое при установке. Потребляет небольшой объём мощности и обеспечивает полный спектр услуг.
BBU3900 — это низкочастотная часть распределенной базовой станции Huawei DBS3900. Оптическим кабелем (интерфейс CPRI) этот блок должен соединятся с «радиоголовой» — выносным радичастотным модулем (например, RRU3004). Или таким, RRU3606:
Huawei DBS3900
RRU3606 (сверху) и BBU3900 (ниже)
DBS3900 представляет собой распределённую базовую станцию, с использованием платформы BTS компании Huawei. Будучи базовой станцией системы мобильной связи, DBS3900 состоит из блока обработки базовых частот (BBU) и выносного радиочастотного блока (RRU). BBU3900-это блок обработки базовых частот. Радиочастотный блок RRU3004, поддерживает работу двух/четырёх радиопередатчиков.
В DBS3900 используется выносной радиочастотный модуль, отвечающий требованиям построения сетей в аспекте расширения ёмкости, гибкости установки и модернизации.
Между блоками RRU3004 и BBU3900 используется интерфейс CPRI, который обеспечивает соединение двух модулей с использованием оптических кабелей. Это позволяет существенно сократить затраты по созданию автозала, установке оборудования и эксплуатации.
Внедрение DBS3900 с распределёнными BTS позволит ускорить развитие мобильных сетей, обеспечит большую их совместимость с другими сетями, также позволит использовать широкополосные технологии.
BBU3900 является блоком обработки базовых частот для установки внутри помещений, который обеспечивает централизованное управление эксплуатацией и обслуживанием, а также обработку сигнализации всей системы базовой станции и обеспечивает опорный сигнал синхронизации. Также блок имеет физические интерфейсы для соединения с BSC и RRU3004.
BBU3900 устанавливают в статив 2 U высотой и шириной 47.5 см. Он может быть установлен в статив 19 “, либо смонтирован на стену.
В BBU3900 устанавливаются дополнительные платы, обеспечивающие мониторинг окружающих условий, мониторинг интерфейса Abis и сигналов синхронизации GPRS. BBU3900 это компактное оборудование, простое при установке. Потребляет небольшой объём мощности и обеспечивает полный спектр услуг.
RRU3004 – выносной радиочастотный блок. Обеспечивает обработку сигналов основных частот и радиочастотных сигналов. Один RRU3004 выполняет функцию двух приёмопередатчиков. Если два модуля RRU3004 установлены в подстативе RRU3004, они выполняют функцию четырёх приемопередатчиков.
Один модуль RRU3004 обеспечивает два приёмопередатчика.
Два модуля RRU3004 установленные в подстативе RRU3004, выполняют функцию четырёх приемопередатчиков.
RRU3004 имеет небольшой вес и характеризуется простотой установки. Подстатив RRU3004 можно установить на стальной мачте, стене или бетонном основании.
Сценарии применения DBS3900
Возможна гибкая комбинация модулей RRU3004 и BBU3900, в зависимости от фактических требований.
BBU:
• Внутри помещений
• Устанавливается на стену или в статив 19 “, подстатив RRU3004, APM или OFB.
• Внутри помещений /снаружи
• Распределённое покрытие в городах, на автомагистралях и железных дорогах
DBS3900 обладает следующими преимуществами при обеспечении покрытия:
RRU3004 поддерживает каскадное соединение трёх модулей RRU. Один модуль RRU устанавливается на расстоянии до 40 км от BBU.
Статическая чувствительность канала TCH/FS составляет -113 дБм (типовое значение при нормально температуре).
RRU3004 поддерживают технологию RRU3004.
Максимальная выходная мощность RRU3004 достигает 40 Вт (900M) или 30 Вт (1800M).
Максимальная конфигурация до 12 сот и поддержка многополосной сети.
Поддерживается распределённая передача и «Antenna hopping».
BBU3900 поддерживает 72 приёмопередатчика.
Abis поверх IP.
Возможности организации сети
E1/T1, оптический FE, поддержка радиорелейной и спутниковой передачи.
Поддержка топологий: звезда, дерево, цепь, кольцо и смешанных топологий. Поддержка Flex Abis.
GSM и UMTS могут использовать BBU3900.
Оптимизирована передача с использованием интерфейса Abis.
Поддержка обнаружения и восстановления свободных пакетов BTS и BSC.
При работе системы синхронизации в режиме только внутренней колебаний, система может работать непрерывно в течение 7 дней.
Поддержка различных режимов синхронизации: поддержка синхронизации с сигналом синхронизации выделенного из интерфейса Abis, поддержка синхронизации с системой GPS, синхронизация с внешним источником 2 МГц BITS.
RRU3004 работает в диапазонах 1800 МГц и 900 МГц.
Высокая адаптируемость к условиям окружающей среды
BBU характеризуется высокой адаптируемостью к условиям окружающей среды:
Диапазон рабочих температур: –20 C ~ + 55 C.
BBU может работать при широком диапазоне рабочих напряжений: –38.4 V DC ~ –57 V DC (номинальное напряжение –48 V DC).
Используемый блок питания преобразует 220 V AC в –48 V DC для работы BBU
RRU — это оборудование, которое может работать при разных условиях окружающей среды. Модуль характеризуется адаптируемостью к условиям окружающей среды:
RRU имеет закрытый интегрированный дизайн. По водонепроницаемости отвечает стандарту (IP65). Меры защиты от воздействия влаги, плесени и соляного тумана соответствуют спецификациям класса 1.
Диапазон рабочих температур RRU: –40 C ~ +50 C.
RRU может работать при широком диапазоне рабочих напряжений: –36 V DC ~ –57 V DC (номинальное напряжение –48 V DC).
Используемый блок питания преобразует 220 V AC в –48 V DC для работы RRU.
Поддержка антенн Remote Electric Tilt (RET).
Использование антенн RET позволяет настраивать сетевое покрытие путём регулировки угла наклона антенн в автозале. При этом сэкономить затраты на эксплуатацию и обслуживание.
Поддержка антенн с двойной поляризацией, позволяет сократить число антенн в соте.
Поддержка протокола AISG1.1
Быстрое развёртывание сети
Раздельное использование BBU и RRU, компактный дизайн и распределенная установка позволяют сэкономить пространство на сайте и смонтировать BBU и RRU практически в любом месте.
Распределённая установка также обеспечивает удобство при транспортировке и быстрое развертывание сети.
Низкая стоимость
BBU может устанавливаться в любом месте на стену или на бетонное основание. Также BBU устанавливается внутри BTS, устройств передачи или в системе питания, при монтаже вне помещений.
RRU устанавливается вблизи антенн. Это позволяет избежать затрат на приобретение и монтаж кабелей и фидеров.
Каждый RRU обеспечивает два высокоскоростных порта CPRI для обеспечения взаимодействия RRU и BBU в топологии кольцо. Один дополнительный порт CPRI предоставляет резервный канал между BBU и RRU.
В одном подстативе можно установить два модуля RRU3004 для поддержки распределённой передачи, обеспечения большей емкости и большего числа несущих. При сбое одного из рабочих модулей RRU3004, резервный обеспечивает услуги в соте.
Работа МС на высоких скоростях движения
DBS3900 обеспечивает работу мобильных станций на высоких скоростях движения транспорта (поездов, автомобилей и т.д.), до 400 км/ч.
DBS3900 поддерживает эволюцию от GERAN к LTE.
DBS3900 работает на основе унифицированной платформы BTS и обеспечивает эволюцию от 2G к 3G.
Источник: www.mforum.ru
Диплом(финал) / 3 Выбор оборудования базовой станции
3.1.1 На российском рынке оборудования для мобильных сетей LTE представлены продукты многих фирм, среди которых:
— Nokia Siemens Networks;
3.1.2 При выборе высокотехнологичного оборудования для сетей LTE необходима руководствоваться такими критериями, как:
— функциональность оборудования и возможности по ее расширению;
— возможность интеграции в существующие сети;
— диапазон частот и так далее.
При выборе оборудования, оператор обращает внимание в первую очередь на соотношение цена/качество.
3.2 Выбор оборудования базовой станции
3.2.1 Базовая станция Huawei DBS3900 LTE. DBS3900 обеспечивает простую структуру и быстрое развертывание сети. DBS3900 имеет только два типа основных функциональных модулей, таким образом значительно сокращая затраты на запасные части и обслуживание. Имея великолепную приспособляемость к условиям среды, основные модули легко адаптируются к условиям площадки для эффективного развертывания. То есть отсутствуют дополнительные затраты на строительство помещения для размещения оборудования.
Удаленный радиомодуль обеспечивает следующие преимущества:
— так как радиочастотный модуль DBC3900 может монтироваться на башне, длина питающей линии значительно сокращается и затраты на подводящие линии также сокращаются;
— сокращение потерь на питающих линиях приводит к увеличению коэффициента усиления мощности от 3 до 5 дБ и повышению радиуса покрытия более чем на 20 %. Таким образом, может быть достигнуто покрытие традиционной макро-BTS с помощью меньшей мощности шкафа.
— благодаря технологии удаленного радиомодуля, DBS3900 поддерживает распределенную установку радиомодулей, что значительно повышает гибкость при проектировании покрытия вдоль железнодорожных путей.
DBS в целом, как соединенные с ней BBU и все RRU, фактически представляют собой одну соту. Наиболее значимое преимущество подобной схемы заключается в снижении числа хендоверов между сотами. По сравнению с репитером, каждый RRU может производить радиосигналы и управлять ими независимо, пассивные помехи в промежуточных узлах не накапливаются, и DBS может управляться целиком (BBU и все RRU) единым интерфейсом обслуживания.
Схема двойного покрытия с помощью одной частоты позволяет двум BTS, работающим в активном/резервном режиме, покрывать одну и ту же зону. Кроме того, в любой конкретный момент времени функционирует только один из BTS. Эти две BTS используют идентичные частоты. При нормальных условиях активная BTS работает в штатном режиме, в то время как резервная BTS работает, но не передает мощность.
Если активная BTS выходит из строя, BSC запускает переключение с активной на резервную BTS. При этом ранее активная BTS понижается до статуса «резервной BTS», в то время как ранее резервная BTS повышается до статуса «активной BTS». Данное избыточное покрытие не требует дополнительных частот, в отличие от одиночного покрытия, что повышает эксплуатационную готовность сети и обеспечивает непрерывное функционирование сети даже в случае отказа BTS.
RRU подключаются к активным и резервным BBU. То есть каждый RRU подключается к двум BBU. При нормальных условиях эксплуатации RRU обменивается данными только с активным BBU. Благодаря функции избыточности BBU, RRU поддерживает автоматическое переключение CPRI-портов в случае отказа BBU.
В случае отказа активного BBU, BSC осуществляет переключение с активных на резервные BBU; последние становятся активными. В свою очередь RRU запускают переключения CPRI-порта. После переключения RRU обмениваются данными с новыми активными BBU.
Благодаря усовершенствованной конструкции аппаратной части, а также комплексу функций энергосбережения ПО, таких как интеллектуальное управление PA, энергопотребление DBS3900 значительно снижено. В то же время, конструкция естественной отдачи тепла позволяет радиочастотному модулю работать без вентиляторов, что еще более снижает энергопотребление, исключая шум и связанные с вентиляторами отказы. Благодаря всему вышесказанному операторами могут быть созданы экологичные сети. [5]
Максимальная пропускная способность одной соты (20 МГц):
— пропускная способность нисходящего канала на уровне управления доступом к среде (MAC) составляет 150 Мбит/с (2×2 MIMO);
— пропускная способность восходящего канала на уровне MAC составляет 70 Мбит/с (2×2 MU-MIMO или 2×4 MU-MIMO).
Пропускная способность восходящего и нисходящего канала на уровне MAC равна 1500 Mбит/с.
Максимальное количество UE в режиме RRC_CONNECTED на eNodeB:
— на 1,4 МГц – 3024 UE;
— на 3 МГц – 6480 UE;
— на 5/10/15/20 МГц – до 10800 UE.
Максимальное количество одновременных радионесущих частот для передачи пользовательских данных (DRB) на UE – 8.
— входная мощность – 48 В DC (диапазон напряжений: от минус 38,4 до минус 57 В DC);
— размеры (высота x ширина x глубина) – 86x442x310 мм;
— рабочая температура от минус 20 до плюс 50 °C при длительной эксплуатации и от плюс 50 до плюс 55 °C при кратковременной эксплуатации;
— относительная влажность от 5 до 95 %;
— класс защиты от внешних воздействий (IP) – IP20;
— атмосферное давление от 70 до 106 кПа.
Характеристики удаленного радиоблока RRU:
— входная мощность минус 48 В DC; диапазон напряжения от минус 57 до минус 36 В DC;
— температура эксплуатации от минус 40 до плюс 50 °C (с учетом солнечного излучения 1120 Вт/м 2 ), от минус 40 до плюс 55 °C (без учета солнечного излучения);
— класс защиты от внешних воздействий (IP) – IP65. [5]
3.2.2 Базовая станция Flexi Multiradio BTS GSM/EDGE. Новая модель Flexi Multiradio Base Station построена на базе уже известной на рынке платформы Flexi Base Station и обратно совместима с ней. Она поддерживает технологии GSM/EDGE, WCDMA/HSPA и LTE. Базовая система Flexi Multiradio BTS GSM/EDGE от Nokia Siemens Networks основана на технологии активных антенн, которая объединяет антенну и радиооборудование в единый функциональный блок, имеющий отдельные усилители мощности для каждого элемента антенны. Активная антенна позволяет осуществлять формирование лучей – фокусировку отдельного радиоподключения и его направление на конкретного пользователя, а также использовать различные технологии в одном блоке.
Базовая станция Flexi Multiradio BTS GSM/EDGE используется в сетях 3G и LTE.
— работает с полосами частот от 1,4 МГц до 20 МГц в режиме LTE;
— также поддерживает GSM/EDGE и UMTS/HSPA.
— может использоваться внутри и вне помещений, с установкой на полу, на стене, на шесте, на мачте, в распределенных и безфидерных конфигурациях площадки;
— частотные диапазоны: спаренные и неспаренные полосы частот в диапазонах 700, 800, 850, 900, 1800, 1900, 1700/2100, 2100, 2300 и 2600 МГц;
— конфигурации с несколькими трансиверами – два трехсекторных радиомодуля Flexi плюс два системных модуля GSM/RDGE плюс два системных модуля WCDMA/HSPA и LTE. Также поддерживается решение с выносной радиоголовкой (RRH или Remote Radio Head);
— максимальная емкость: до 6+6+6 GSM, или до 4+4+4 WCDMA, или 1+1+1 LTE с полосой 20 МГц и гибкой комбинации всех перечисленных технологий в конкурентном режиме;
— для подключения к транспортной сети в Flexi Multiradio Base Station имеется встроенный IP/Ethernet-интерфейс;
— технология усилителя мощности радиосигнала: мультистандартный усилитель мощности с множественными несущими;
— 133х447х560 мм (размеры модуля), может использоваться в помещениях и вне помещений, может устанавливаться в стойку 19″;
— чистый объем – 25 литров (для одного модуля);
— диапазон рабочих температур: от минус 35 до плюс 55 °С;
— источники питания: от 40,5 до 57 В постоянного тока, от 184 до 276 В переменного тока;
— типовое потребление мощности: 790 Вт для комбинированного сайта GSM и WCDMA;
— выходная мощность – 180 Вт с каждого радиомодуля или 60 Вт с удаленной радиоголовки (RRH);
— класс защиты от влажности – IP 65. [6]
3.2.3 Описание выбранного решения оборудования базовой станции. В качестве оборудования базовой станции выбрано решение на основе DBS3900 LTE компании Huawei. Преимущество этой базовой станции перед Flexi Multiradio BTS в том, что у DBS3900 LTE модульная структура, которая позволяет с большим удобством и меньшими затратами проводить ремонт и модернизацию оборудования. Так же такое решение обеспечит большую гибкость и меньшую зависимость от конкретных составных частей оборудования базовой станции. DBS3900 LTE обеспечит возможность дальнейшего развития сети.
В состав оборудования базовой станции сети подвижной связи стандарта LTE входят:
— три антенны 80010674 («Kathrein» Германия);
— базовый блок ВВU 3900 LTE («Huawei Technologies Co., Ltd», Китай);
— три радиомодуля RRU 3268 (2600) («Huawei Technologies Co., Ltd», Китай);
— панель распределения питания DCDU-03 («Huawei Technologies Co., Ltd», Китай);
— три радиомодуля RRU 3268 (800) («Huawei Technologies Co., Ltd», Китай).
Схема подключения оборудования базовой станции показана на рисунке 3.1, (на рисунке не показано подключение третьего радиомодуля). На рисунке 3.2 представлен план аппаратной базовой станции.
Рисунок 3.1 – Схема подключения оборудования
Рисунок 3.2 – План аппаратной
Характеристики антенны 80010674 «Kathrein» представлены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Характеристики антенны 80010674 «Kathrein»
Частотный диапазон, МГц
Источник: studfile.net