72,66
рейтинг
4 сентября 2013 в 10:31

Разное → Испытательная базовая станция сотовой сети: что внутри

Знаете, после перехода на оптоволокно мы стали вынимать меньше охотничьих пуль из кабелей.

Про это, а также про то, что ещё изменилось после перехода на новые технологии, я расскажу ниже. Сейчас мы пойдём на базовую станцию в нашем офисе. Она не совсем обычная: с одной стороны, это действующая базовая станция, с другой – она же используется для проверки и тестирования нового оборудования.


Так выглядят антенны БС, положением которых можно управлять дистанционно


Контроллер управления моторами антенны (верхний юнит стойки)

Осторожно, ниже много фото — трафик.

Краткий ликбез


Многие считают, что антенны, установленные на крыше, и являются базовой станцией. Это не совсем точно — они представляют собой один из её элементов, конкретно — устройства для приёма и передачи сотового сигнала от абонента к абоненту, далее к самой базовой станции, к контроллеру и другим управляющим устройствам.

Вот путь сигнала (очень упрощённо):
1) Ваш сигнал принимается антеннами на один из секторов базовой станции;
2) Проходит через усилитель, где выравнивается уровень принимаемого и передаваемого сигнала (от слабого передатчика телефона);
3) Усиливается выносным управляемым радиомодулем;
4) Через базовую станцию идёт дальше к контроллеру, где происходит обработка и коммутация;
5) Данные обрабатываются и передаются на коммутаторы голосового и пакетного трафика, соединяя абонентов между собой и с сетью Интернет.

Фотографии


Ниже фото помещения с оборудованием базовых станций. Обычно такие комнаты куда меньше, чем наша, а в контейнерах для установки на открытой местности и ещё меньше места. Кроме самой базовой станции, в помещении есть множество вспомогательного оборудования, такого как система охлаждения, аварийная сигнализация, система пожаротушения и источников бесперебойного питания, которым может обеспечить работоспособность базовой станции на некоторое время при отсутствии внешнего электропитания.

Справа на нас смотрит «динозавр» сотовой сети – шкаф с 2G-станцией. В центре – более современное оборудование, поддерживающие 3G стандарт.



Вот пустые ячейки контроллера:



На стене закреплён ещё один «экспонат» — одна из первых базовых станций, предназначенных для организации связи внутри помещения, так называемых микросот.





Ещё старое устройство — блок коммутации пакетов, DDF для двухмегабитных потоков.



Вот сюда у него вставлялись «слоны», соединяющие транспортные потоки. Устройство и правда немного похоже на слона.



Но давайте посмотрим на работающее оборудование. Вот так выглядят старые базовые станции изнутри:



На данном оборудовании усилители расположены в самой базовой станции, используется передача сигнала к антеннам по толстым радиочастотным кабелям. Более современные решения используют оптоволокно и блоки у самих антенн.

Посмотрев на этот рисунок, можно понять, в чём разница между современном устройством базовой станции (справа) и тем, что было.



Во втором случае радиомодули устанавливаются рядом с антеннами:



Вот как раз такой же радиомодуль в помещении. Здесь он для удобства проведения испытаний:



Раньше на крышу поднимался фидерный тракт. Он примерно в два моих пальца толщиной и практически не гнётся руками. Разъёмы большие, часто окисляются, промокают. Вот он:



А вот это – новое соединение, оптоволокно в бронированном кабеле, оно очень гибкое и лёгкое в монтаже и обслуживании:



Со внедрением именно оптоволокна появилось ещё несколько важных выгод: уменьшился расход энергии на несколько процентов по всей сети (потому что блок стал охлаждаться естественным образом на улице), уменьшился расход меди для кабелей, плюс мы стали реже ездить вынимать пули из кабеля. Да, звучит смешно, но как только начинается сезон охоты, у нас начинаются регулярные отказы по причине «прострелили фидерный тракт». В оптоволокно попасть куда сложнее, потому что снайперы ещё не доросли, видимо.

А вот ещё раз вывод без бронированной оплётки, посмотрите, какой тонкий:



Не везде удаётся использовать выносные управляемые модули (RRU) около самих антенн – в южных регионах естественного охлаждения может не хватать (но это довольно редко). На севере же зима очень помогает. Вот, например, фото моего коллеги из Архангельска, это блок с открытой крышкой.



Теперь давайте вернёмся в Москву, снова зайдём в наше помещение и посмотрим на следующий шкаф. Это блоки питания.



Ниже – аккумуляторы источника бесперебойного питания (ИБП), на которых базовая станция способна работать несколько часов, если возникают проблемы с электричеством. Если данная проблема возникает, мы используем энергию дизельного генератора.



Также базовая станция может питаться от других источников, например, ветряков или солнечных батарей. Во время восстановления связи после наводнения в Крымске очень помогли генераторы: аварийная команда подключала их к станции на несколько часов. За это время заряжались батареи ИБП до достаточного уровня, чтобы дать «отдохнуть» генератору. Цикл повторялся до восстановления городской энергосети.

Базовые станции используют 48 В.



Напротив этих шкафов стоит стандартная 19-дюймовая стойка, в которой установлены несколько юнитов. Так теперь выглядит современная базовая станция, в данном случае 3G и LTE. Кроме того знакомый нам блок управления моторами антенн, с помощью которого можно дистанционно изменять электрический угол наклона и передавать информацию на сервер управления.



Устройство управления моторами используется уже несколько лет и зарекомендовали себя как надёжное устройство, не требуют много внимания и времени на обслуживание.



К каждому мотору на любой базовой станции можно подключиться дистанционно через веб-интерфейс или консоль и получить данные о его состоянии или отдать управляющие команды. Раньше угол наклона антенн можно было изменять только вручную с помощью устройства, изображённом на данном фото.



Это базовая станция LTE – её управляющая часть (второй юнит сверху):



А это блок управления МШУ – малошумящим усилителем. У телефона передатчик слабый, поэтому приходящий от него сигнал необходимо усиливать, по возможности, без искажений. Данный блок как раз предназначен для этого.



Это одно из устройств, которое используется для тестирования оборудования — согласованная нагрузка (тестовое устройство, позволяющее проверить некоторые параметры базовой станции, не выводя её в эфир):





Теперь снова наверх! Вот так обычно антенны базовой станции смотрят на город.





Кроме антенн для передачи сотового сигнала, существуют антенна для передачи информационных потоков между базовыми станциями. Это радиорелейная антенна. Она используется там, где нет возможности передачи информации между базовыми станциями с помощью оптических связей. Существует несколько способов передачи информационных каналов. Он может быть передан любым способом – начиная от оптического кабеля и заканчивая двухсторонней спутниковой антенной со спутниковым модемом (как у нас в порту Диксон). Вот эта радиорелейная антенна:



Оптоволокно приходит из БС снизу и выглядит вот так:



Дальше оптоволокно уходит в уже хорошо знакомые вам выносные радиоуправляемые блоки (приёмо-передатчики). Это, например, трёхдиапазонная антенна. В её корпусе установлены сразу три антенны диапазонов 900, 1800 и 2100. От других антенн она отличается большим размером и массой (что немного затрудняет её обслуживание). На данной антенне установлен тройной управляющий мотор.



Выше антенн можно увидеть штыри. Это громоотводы:



Обычно ремонт базовых станций и плановое обслуживание делается контрагентами. Но и наш отдел постоянно принимает участие в ремонте и обслуживании базовых станций и антенн, поэтому у нас есть и своё снаряжение приборы для измерения. На фото — снаряжение. Ниже него лежат толстые чёрные кабели – это фидерные джамперы. Фидер тяжёлый, плохо гнётся, подключать его сложно. Поэтому используется вот такой эластичный короткий переходник.



Иногда бывает так, что по одному кабелю нужно передать к антенне сигналы в нескольких диапазонах, например, в 900 и 2170. Там, где нельзя проложить второй кабель по разным причинам, используется комбайнер. Принцип действия – мультиплексор и демультиплексор. Качество линии несколько страдает, но приходиться чем-то жертвовать.



Вот так выглядят соединительные разъёмы, устанавливаемые на фидерах.



Очень важная вещь для монтажа: большой чемодан со всевозможными крепежом и арматурой различного назначения.



А это очень полезный прибор для измерения коэффициента стоячей волны в антенно-фидерных системах С помощью него мы проверяем работоспособность антенн и фидерных трасс. Он помогает нам в поиске неисправностей и ремонте.



Ссылки


Автор: @PavelGorchakov

Комментарии (40)

  • +9
    Очень интересная статья, спасибо!
    Вот только моторов я не увидел, то ли смотрел плохо…
    • +3
      Вот здесь внизу справа около выводов из антенны видно небольшой блок в защитном кожухе. Влагозащита и термозащита не дают рассмотреть сам механизм.

  • +1
    Спасибо что провели внутрь, было очень интересно. А есть ли нормы предосторожностей для работников в связи с мощностью радиоволн?

    Когда я служил в радио-релейных войсках, нам говорили ходить по физиологическим потребностям строго в зоне радио-тени кунга.
    • +1
      > А есть ли нормы предосторожностей
      При работах на БС передатчик отключается.
    • 0
      Мощность передатчиков БС, несравнима с мощностями релейных стволов.
      Но как справедливо отмечено выше — базы выключаются при проведении работ
    • 0
      Любая базовая не может выйти в эфир без санитарно-эпидемиологического заключения по мощности излучения.

      Для сотрудников отделов обслуживания антенно-фидерных устройств категорический запрещено входить в зону излучения антенн сотовой связи и радио-релейных линий. Максимально допустимое кратковременное излучение для наших сотрудникаов 10 микроватт, а долговременное 0.03 микроватта.
      • +1
        Почему только для Ваших? в других операторах что, могут быть другие нормы?
    • 0
      Когда измеряли излучение у нас на базовой станции, сразу сказали, что на метр к ней лучше без нужды не подходить (стык на фидере очень сильно излучал). Новые БС с 3G куда более безопасные в этом смысле.
  • 0
    Насчет молниеотводов интересно.
    А контур заземления самим приходится мастерить? Насколько я знаю с нормальным заземлением, зачастую, в жилых домах все плохо. А заземляться на PEN проводник электрической сети, мягко говоря, опасно.
    • +1
      Все дома, на которые устанавливается базовые станции, должны быть обеспечены контуром молниезащиты. Если же по каким либо обстоятельствам молниезащита отсутствует, то при строительстве базовой станции её приходится создавать с нуля. К электрической сети, используемой в доме, молниезащита не имеет отношения.
  • 0
    Забавно видеть в таком оборудовании разъем RS-232. Отомрут интересно когда-нибудь, как дисководы?
    • +8
      RS-232 живее всех живых, особенно во всякой промышленной электронике. Простой, удобный, универсальный. С чего бы ему умирать?
    • +1
      В отличие от дисководов, последовательный порт — это фундаментальная технология, как арматура в строительстве. Не отомрет никогда.
    • 0
      Только когда предложат более простой и более надежный интерфейс для передачи данных. SPI можно было бы использовать, но он использует минимум 5 проводов а RS-232 может обойтись тремя для двустороннего обмена и имеет крайне важную функцию в своём базовом варианте — сигналы готовности принимать и передавать.

      Интерфейс проигрывает в скорости но выигрывает в надежности и нетребовательности к ресурсам.

      Дисководы умерли почему — потому что появились на их смену более надежные и скоростные носители.
  • 0
    Выше антенн можно увидеть штыри. Это громоотводы

    Левый на фотографии штырь, это результат воздействия молнии, вороны, ветра или человеческий фактор?
    • +2
      Они беседуют.
  • 0
    Anritsu, родненький!
  • 0
    А что за базовые станции стали ставить по Москве и области на столбах освещения? Фотку найти, к сожалению, не могу.
    • 0
      Да, сейчас есть такой проект.
      Базовые станции LTE также планируется размещать на столбах.
      Яркий пример такого решения от Билайн — покрытие Рублевского шоссе. Проезжая по нему, абоненты могут наблюдать базовые станции 2G/3G смонтированные на столбах.
      • 0
        и что, нынче места на столбе вполне хватает, чтоб разместить всё оборудование 2G/3G/LTE?
        • +1
          Про малогабаритные мультистандартные решения можно отдельно тему осветить, если она вызывает интерес
          • 0
            было бы интересно!
            • 0
              Пишите что именно хотите увидеть.
              можно в личку
          • 0
            ооочень.
            • 0
              если накидаете вопросы — что именно ожидаете увидеть в материале, будет прекрасно :)
              • 0
                Как говорил кто-то великий, «чтобы правильно задать вопрос, нужно знать половину ответа». Я половины ответа не знаю :-)
                • 0
                  Тогда тоже предлагаю ознакомиться с принципиальными подходами Иерархия базовых станций. А про сами микрушки будет думать отдельно
                  • 0
                    Этот пост уже прочитал, да, спасибо!
  • 0
    На сколько опасно находиться вблизи от работающей БС?
    Можете привести что-то типа таблицы и рабочие занчения мощности или другие параметры ваших БС?
    • +3
      Извините, не смог не оставить это здесь :-)
      image

      • 0
        Современники Кюри тоже у виска пальцем крутили.
        То что вы не знаете, не значит что этого нет.
    • 0
      Обсуждение радиоизлучения, его мощности вредности и прочих страшилках, бурно велось 2 года назад в этом материале наших коллег:
      habrahabr.ru/company/beeline/blog/132169/
      А параметры наших БС — информация из разряда «коммерческая тайна» :)
      В качестве базовой вводной можно принять разрешенную мощность излучения для мобильной связи — максимум 20 ватт.
  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • +1
      Может то же, что и с другими молниеотводами?
      ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B8%D0%B5%D0%BE%D1%82%D0%B2%D0%BE%D0%B4
      В тех же случаях, когда молния всё же возникает (такие случаи очень редки), она ударяет в молниеотвод и заряды уходят в Землю, не причиняя разрушений
  • 0
    РРЛ на каких частотах работают? наверное, 18-20? А сколько может подать канал?
    если не секрет, сколько стоит такое (пара радиореле) оборудование?
    • 0
      используются разные диапазоны, от 6 до 42ГГц, последнее время для которких пролетов большой емкости (до 1Gbps) используется E-band (70/80ГГц)
  • 0
    На стене закреплён ещё один «экспонат» — одна из первых базовых станций, предназначенных для организации связи внутри помещения, так называемых микросот.

    Вот это очень интересно. Занимался я год назад организацией обустройства одного офиса с толстенными стенами, где очень хреновый сигнал (не Билайн, я вообще за границей, у нас Vodafone, O2 Telefónica и T-Mobile). Хотел поставить «микросоту» дабы она эту проблему как-то решала. Спросил у телекомщиков (которые СКС и АТС делали, весьма серьёзная крутая фирма-аутсорсер и давно работаю с ними по таким вопросам), они сказали нереально эту проблему решить, а микросота будет конфликтовать с базовой сетью — телефоны не будут знать к какой цепляться (той базовой с хреновым, но не нулевым сигналом или этой нашей местной). Что вообще делают в таких ситуациях? Наверняка ведь распространённая проблема? Полноценные базовые станции же вроде нормально координируются, микросота не так же работает?
    • +1
      Промахнулся, ответил на ваш вопрос следующим комментарием
    • +1
      О размещении «микрухи» надо говорить не с интегратором, а с оператором связи, с точки зрения сети, микруха — точно такая-же БС, как и макробаза, она должна быть включена и интегрирована в сеть оператора
  • +1
    Могу предложить прочитать статью про иерархию базовых станций в мобильных сетях: Иерархия базовых станций

    Если коротко — то микро базовая станция, это операторское оборудование, которое для оператора выглядит как обычная база и полностью должно быть синхронизировано с большими базами, в части перевыбора и хэндоверов.
    Возможно для вашего случая «офиса с толстенными стенами, где очень хреновый сигнал» имелось в виду решение класса Femto, которое действительно синхронизируется с большими базами лишь частично — корректно будет работать по умолчанию только выход с базы, но вход в нее с разговором не удастся — только реселект.
    Vodafone с такими вещами работает насколько мне известно, вот к примеру их коммерческий продукт: Sure Signal Vodafone

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Разное