Так вышло, что прямо у моего дома начали устанавливать базовую станцию. Как человек, близкий к телекоммуникациям, я не мог оставить без внимания это событие.
Под катом описан трудоёмкий процесс установки модульной базовой станции типа SingleRAN в самом густонаселённом районе города “Каменная Горка”, рассказано о содержимом операторских ящичков на опорах освещения и поведано о назначении устройств в них установленных.
Опустим этап офисного планирования (он достоин отдельного поста, учитывая нашу действительность) и переместимся на место событий. Так как в районе очень высокая плотность застройки, здания в большинстве своем высотные и принадлежат жилому фонду, практически нигде не используются радиорелейные линии (РРЛ), а транспорт до станций обеспечивается за счет волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Благо, в подвалах соседних зданий уже проложена оптика для домашнего интернета, поэтому есть в наличии кабельные колодцы и линии, в которых можно проложить необходимые коммуникации, хотя копать и бурить пришлось немало.
Дело в том, что для размещения оборудования была выработана нестандартная конфигурация, связанная с необходимость покрыть большой микрорайон. Три сектора одной станции, расположенные в 130 метрах друг от друга, устанавливались разнесённо на три опоры.
Чтобы не мешать пешеходам и перекапывать дорожки, было задействовано два бура.
Когда команда бурения заканчивает работу, в дело входят кабельщики и монтажники.
Сперва на каждой из трёх опор монтируется обвязка для подвеса антенн и на одной из них антивадальный ящик для размещения самой (e)NodeB. Стоит заметить, что внешний вид опоры пришлось утверждать в Мингорсвете — такие требования в Беларуси. Вообще с базовыми станциями по части контроля за соблюдением различных госстандартов строго — перед установкой мощность станции и частотные характеристики санкционируются в инспекции по контролю за электросвязью БелГИЭ. А после установки на место выезжают как представители группы развития сети, так и инспекторы, чтобы удостовериться в соблюдении всех норм и соответствии станции проектным характеристикам.
На фото запечатлены подготовительные работы к монтажу антенн RFS, одного из старейших производителей оборудования для телекоммуникационных сетей, ничем не уступающее и даже превосходящее по некоторым пунктам Kathrein, Erricsson, Allgon и др.
Антенны рассчитаны на приём и передачу сигнала в диапазоне 1710-2200MHz.
На всех трёх опорах вот такая азимутная конфигурация — антенны «светят» в пространства между домами, стоящими перпендикулярно дороге.
Схематически показать подключение антенн, радиомодулей RRU к блоку обработки базовых частот BBU (baseband unit) можно так.
Естественно, к RRU подходит также кабель питания — ведь это активная программно-аппаратная система, которая как раз и является основой философии SingleRAN (radio access network) — один радиомодуль может поддерживать разные стандарты мобильной сети.
Размещение радиомодулей непосредственно у антенн снаружи телекомуникационного шкафа – довольно новое решение, обусловленное тем, что фидеры – дорогие, достаточно чувствительные к механическим повреждениям, что создает дополнительные трудности при монтаже, обслуживании и замене в случае повреждения. Также следует помнить, что частенько происходит воровство данных фидеров и заземляющих кабелей, т.к. они содержат медь, столь любимую у частых гостей пунктов приема цветных металлов.
Вот такие радиочастотные фидеры[1] раньше подключались к антеннам, впрочем, у антенн также использовались более тонкие джамп-кабели[2].
Немного про фидеры и джамперы
Из Википедии:
Фи?дер (англ. feeder от feed — питать) — электрическая цепь (линия передачи) и вспомогательные устройства, с помощью которых энергия радиочастотного сигнала подводится от радиопередатчика к антенне или от антенны к радиоприемнику.
Существуют открытые и закрытые фидеры. К закрытым фидерам относят экранированные линии (например, коаксиальный кабель). К открытым — неэкранированные проводные линии, диэлектрические волноводы, линзовые и зеркальные квазиоптические линии.
Джампер в радиотрактах — кабель, обычно терминирующий фидеры на нескольких последних метрах фидера. Именно он подключается к антеннам.
Использование джампера обусловлено тем, что сами фидера имеют достаточно большой диаметр (5/4’ или 7/8’) и вследствие этого имеют место трудности по изгибу при подсоединении к антеннам, джампер же в свою очередь обладает диаметром в 1/2’ или 3/8'.
Фи?дер (англ. feeder от feed — питать) — электрическая цепь (линия передачи) и вспомогательные устройства, с помощью которых энергия радиочастотного сигнала подводится от радиопередатчика к антенне или от антенны к радиоприемнику.
Существуют открытые и закрытые фидеры. К закрытым фидерам относят экранированные линии (например, коаксиальный кабель). К открытым — неэкранированные проводные линии, диэлектрические волноводы, линзовые и зеркальные квазиоптические линии.
Джампер в радиотрактах — кабель, обычно терминирующий фидеры на нескольких последних метрах фидера. Именно он подключается к антеннам.
Использование джампера обусловлено тем, что сами фидера имеют достаточно большой диаметр (5/4’ или 7/8’) и вследствие этого имеют место трудности по изгибу при подсоединении к антеннам, джампер же в свою очередь обладает диаметром в 1/2’ или 3/8'.
Cхема взаимосвязи модулей в данной БС. Единое шасси и много модулей под самые разные нужды — это уже почти мировой стандарт.
Это, собственно, модуль RRU, который преобразует сигнал от блока BBU в радиочастотный сигнал с последующим усилением для излучения в эфир, а также осуществляет обратное преобразование сигнала, принятого антеннами от абонентских устройств.
Во всепогодном отсеке RRU – разъёмы для подключения питания 48 V DC и двух оптических CPRI (Common Public Radio Interface) – кабелей, через которых происходит обмен цифровыми данными (как сервисными, так и сигнальными) с BBU. К модулю обработки базовых частот подключается один кабель, второй разъём в радиомодуле служит для каскадного соединения до трёх RRU. Нужно это для самого разнозадачного разбиения соты на сектора.
CPRI – довольно новый интерфейс, поддерживаемый всеми гигантами-производителями оборудования для сотовой связи. Например, этот стандарт позволяет подключать удалённые до 40 километров радиомодули.
Давайте поднимемся повыше.
Мало кто замечает на базовых станциях маленькие антеннки, к которым подходит всего один радиоинтерфейс. Стрелочкой на фото – GPS-приёмник, он нужен для приёма сигналов точного времени. В CDMA стандартах использование GPS для синхронизации между БС снижает расходы на частотные калибровки. Точное спутниковое время позволяет добиваться более гладкого хэндовера в сети, а в LTE и LTE Advanced GPS – жизненно важный компонент для обработки TDD (time-division duplex), т.е. синхронного переключения блока обработки сигналов в режимы приём/передача.
Выглядит она вот так, кстати, с земли её легко перепутать с фонарем светоограждения высотного объекта.
Итак, сверху вниз содержимое типичной БС DBS3900: система воздушного охлаждения и вентиляции[1], модуль питания[2], BBU[3], и в самом низу – HAU[4] (heat assembly unit), по-русски «обогреватель». Всегда надо помнить о наших зимах.
DBS3900 – хорошее операторское решение, поддерживаюшее плавный переход к к сетям LTE eNodeB по стратегии SingleRAN – с одновременным предоставлением сервисов GSM, UMTS, LTE в различных вариациях.
Теперь о каждом модуле по-очереди.
Модуль питания – самый большой в стойке, состоит из нескольких subrack-ов:
PMU[1], AC/DC PSU[2] (выпрямители), EPU[3]. PMU – блок управления энергообеспечением, распределением электропитания и сигнализацией внешних аварий (датчик дыма, датчие вскрытия, температурный датчик, итд.). Он сообщается с главным модулем по интерфейсу RS 232 или RS 422, управляет зарядкой-разрядкой аккумуляторов резервного питания. PSU конвертирует 220V AC в -48V DC, контролирует состояние и статус аккумуляторов (АКБ). EPU – модуль подключения к внешнему источнику питания и его разводки на все модули. На нём располагаются защитные устройства, которые оберегают оборудование от сбоев в электросети и аккумуляторах.
BBU[4] – связывает БС с BSC или RNC (в случае использования в сети 3G). Выполняет функции управления распределения ресурсов БС, таких как частот, каналов, полосы пропускания, а также линиями связи БС с внешним миром, обеспечивает опорную синхронизацию — точное время. Конкретно эта базовая станция устанавливалась с мультирежимным модулем UMPT (universal main processing and transmission unit) для поддержки UMTS, а в перспективе и LTE.
UMPT — universal main processing and transmission unit, главный модуль BBU – именно в нем хранятся все необходимые данные для работы станции – настройка может производится как удалённо, так и через консольный порт, либо USB. Этот блок обрабатывает сигнализацию в сетях GSM и UMTS, E-UTRAN в LTE, на него же заводится и оптика для обмена трафиком с транспортной сетью (как правило, от 100 МБит/с до 1 ГБит/с), тут же порт для GPS синхронизации. Для расширения ёмкости БС имеется оптический CI-порт связи со вторым BBU. В процессе эксплуатации при необходимости ёмкость канала обмена данными с БС может быть увеличена путём добавлением дополнительных транспортных модулей UTRP (universal transmission processing unit), каждый из которых может давать дополнительные 2 гигабита канала обмена с сетью оператора.
WBBP — WCDMA baseband processing unit, модуль связи с радиомодулями RRU. Как многие уже догадались, для поддержки BBU стандарта UMTS. Каждый радиомодуль обеспечивает суммарную скорость обмена с абонентами — 512Мбит исходящую и 768Мбит нисходящую и ограничен 384 соединениями с пользовательскими терминалами. На данный момент данного типа станция может обеспечивать одновременную связь с примерно 1500 устройствами.
Для окончательного ввода LTE будет достаточно установить ещё одну плату LBBP или второй модуль BBU с ними, закинуть прошивку – и всё будет готово!
А вот так выглядят одни из аналогично оснащённых BBU на другом объекте — во всемирно известной после чемпионата мира по хоккею 2014 «Минск-Арене». Два модуля обработки базовых частот использованы для одновременного обслуживания большего количества абонентов внутри арены.
Описываемая в посте БС после полной установки и сдачи в эксплуатацию.
Ящичек слева – аккумуляторный, для резервного питания оборудования при проблемах в городской сети.
При долгом отсутствии электроэнергии предусмотрена зарядка аккумуляторов от трёхфазного бензо-генератора. Да, в Беларуси можно просто так приехать и оставить гудящий генератор на улице без присмотра, правда, не обходилось и без случаев, когда особо предприимчивые граждане тихонечко увозили данный девайс (столь нужный в личном хозяйстве) в неизвестном направлении.
Соседний сектор, работающие в триаде с оборудованием шкафа BTS3900 на предыдущих фото.
Вот так на конкретном примере я постарался показать, как операторы с помощью модульного железа убивают двух зайцев одним махом – наращивают ёмкость существующей сети и заботятся о внедрении LTE, и, будем надеяться, без потери сервисов предыдущего поколения.
disinvis
Не совсем понял конфигурацию. Антенны «светят» перпендикулярно дороге или в зоне красных стрелок на картинке?
Если первое, то на картинке антенны направлены в одну сторону, а не во дворы с двух сторон дороги.
Если второй вариант, то всё равно не понятно как сигнал «залетает» во дворы и где берут сигнал дальние от дороги дома? Предполагается отражения сигнала внутри дворов (если сотовый сигнал вообще так отражается)?
v0rdych
Сектора же три, так что наверное границы сектора и нарисованы :-) Антенны тоже три (похоже с кросс поляризацией, раз по два входа). Так что судя по всему просто увеличили покрытие вдоль дороги.
Если честно, тема ни о чем. В условиях города учебник говорит, что должно быть много БС с малой зоной покрытия.
А еще интересно, почему операторы еще не оставляют на сайтах вообще только радиомодули, если сайт по ВОЛС подключен. Волокна экономят наверное :-)
Ну и оставлять генератор без обслуживающего персонала — это для меня лично какой-то новый тренд.
disinvis
Вот и создаётся впечатление, что дорогу «светят», а в тексте написано про «пространство между домами, стоящими перпендикулярно дороге».
Хотелось бы картинку с картой покрытия от этих антенн.
Таджиков нет, чтобы оставить для охраны :)
crypby
Антенн всего шесть — по две на каждую опору. Монтировалось, конечно же, не за один день, поэтому на фото не всё распаковано.
crypby
Второй вариант. Имеет место переотражение от домов, которые находятся на продолжении отмеченных линий. Вообще сигнал отражается от любых препятствий, больших, чем длина волны — а в данном случае они дециметровые.