Решение для базовых станций

1. Обзор

Базовая станция, также известная как «Cell Site», является важной частью современных сетей мобильной связи. Она обеспечивает услуги по приему и передаче беспроводного сигнала для пользователей мобильных телефонов, планшетов и т. д., позволяя им подключаться к сети мобильной связи в любое время и в любом месте для использования таких функций, как обмен сообщениями, доступ в Интернет и голосовые звонки.

Строительство и развертывание базовых станций позволяют расширить зону покрытия сетей мобильной связи и улучшить качество сигнала. Благодаря передаче и приему сигналов базовыми станциями можно обеспечить полное покрытие сети, сократить количество «слепых зон» и повысить качество связи.

Основное назначение базовой станции — передача данных. Устройство RRU (Remote Radio Unit), установленное на вышке, служит для передачи и приема радиосигналов. Оно принимает радиосигналы и преобразует их в оптические сигналы с помощью блока BBU (Baseband Unit). Оптические сигналы передаются через Оптоволоконный кабель на расстояние в тысячи миль, даже десятки тысяч миль, и даже через границы стран. Если вы хотите узнать, как происходит передача сигнальных данных, вам сначала нужно разобраться в классификации базовых станций связи. Ниже приводится краткое введение в классификацию базовых станций:

1.1 Сайт «Macro»

В шкафу недавно построенной базовой станции установлено устройство под названием PTN, к которому будет подключен оптоволоконный кабель. Старая базовая станция также оснащена устройством PTN. Устройство PTN старой базовой станции подключено к устройству PTN новой базовой станции посредством оптоволоконного кабеля. Это простейшая форма соединения базовых станций. И старая, и новая базовые станции оснащены PTN. С точки зрения передачи данных эти две базовые станции называются макросайтами. То есть, согласно определению, макросайтом называется станция, оснащённая оборудованием передачи данных PTN.

1.2 Система базовых станций для удаленной связи

Базовая станция не оснащена оборудованием PTN. Если этой базовой станции необходимо осуществлять работу, беспроводной сигнал от нее должен приниматься и обрабатываться оборудованием BBU, преобразовываться в оптический сигнал и передаваться на базовую станцию, оснащенную оборудованием PTN, чтобы сигнал мог передаваться на расстояние в тысячи миль. Поэтому между BBU и PTN требуется оптоволоконный кабель, специально предназначенный для соединения BBU и PTN и передачи беспроводных сигналов. Затем базовая станция без оборудования PTN подключается посредством оптоволоконного кабеля к ближайшей к ней базовой станции, оснащённой оборудованием PTN. Такая система называется системой удалённой базовой станции связи и передаёт принятый беспроводной сигнал по оптоволокну в PTN другой базовой станции.

1.3 Система распределенных антенн (DAS) для помещений

Систему DAS можно фактически отнести к категории систем удаленных базовых станций связи. Если в данном здании плохой прием сигнала — сигнал внешней базовой станции не проникает внутрь здания или является относительно слабым, а в здании находится много устройств, использующих беспроводную связь, и одной базовой станции не хватает для обеспечения передачи такого большого количества сигналов. Телекоммуникационная компания устанавливает антенны на каждом этаже здания или через каждые несколько десятков метров на каждом этаже. Антенны подразделяются на: всенаправленные антенны, направленные антенны, панельные антенны, потолочные антенны, плоские антенны, миниатюрные антенны, антенны малых сот. Это и есть система распределенных антенн для помещений. Сигналы от распределенных антенн на каждом этаже в конечном итоге сходятся на устройстве BBU, расположенном в вертикальном шахте здания. Затем BBU подключается к устройству PTN внешней базовой станции посредством оптоволоконного кабеля для передачи данных. Таким образом, она в некоторой степени похожа на систему удалённых базовых станций связи, но сценарии её использования отличаются. Система удалённых базовых станций связи, о которой мы часто говорим, представляет собой большую металлическую вышку или мачту на здании. Внутренние распределительные станции — это просто антенны для использования внутри помещений, только в большем количестве. В одном здании может быть десятки или сотни антенн.

Я полагаю, что теперь у всех сложилось более чёткое представление о классификации базовых станций, поэтому

2. В чём заключаются преимущества кольцевой организации базовых станций?

Прежде всего, для обеспечения удобства, простоты обслуживания и безопасности базовые станции необходимо строить в соответствии со структурой кольцевой сети. Как показано на рисунке, имеется 4 макросайта (A, B, C, D) с установленным оборудованием PTN, между которыми с помощью оптоволоконного кабеля сформировано кольцевое соединение. В ходе строительных работ оптоволоконный кабель между базовыми станциями B и C был повреждён, но это не повлияет на передачу сигнала, поскольку передача сигнала в кольцевой сети осуществляется в обоих направлениях, и станция B может передать сигнал станции C через станции A–D. Конечный сигнал будет отправлен в агрегирующий центр обработки данных, а агрегирующий центр обработки данных передаст данные в более удалённый агрегирующий центр обработки данных для обеспечения межгородской передачи данных.

3. Как построить новую базовую станцию в кольцевой сети?

• Обследование строительных объектов

Базовые станции используются для передачи сигналов и данных. Независимо от сценария применения, для подключения базовых станций необходимо использовать оптоволоконный кабель. Перед началом строительства телекоммуникационная компания проводит обследование объекта, чтобы определить, каким образом будет проложена линия: через опоры, через стены, прямым заглублением или воздушным способом.

• Определение физического кольца и логического кольца

Эксперты телекоммуникационных компаний определяют понятия «физическое кольцо» и «логическое кольцо». Физическое кольцо обозначает фактическую среду развертывания оптоволоконного кабеля, а логическое кольцо — логику передачи данных в сети PTN. Логическое кольцо должно быть реализовано на основе физического кольца, при этом определяется, реализуется ли физическое кольцо по принципу близости.

• Риски, связанные с филиалом базовой станции

Как показано на рисунке, в настоящее время имеется 4 макроузла, развернутых по кольцу, и необходимо построить новую базовую станцию. Первым этапом плана строительства объекта является выяснение, какие базовые станции находятся в окрестностях, и определение ближайшей из них. Второй этап заключается в проверке достаточности пропускной способности портов PTN на станции. Если она недостаточна, можно расширить пропускную способность. Третий этап — прокладка оптоволоконного кабеля для подключения базовой станции.

На данный момент вновь построенная базовая станция входит в состав филиала в кольцевой сети этих 4 макросайтов. В ветке базовой станции существует значительный риск. В случае обрыва оптоволоконного кабеля эта базовая станция подвергается риску потери связи. Когда пользователи пытаются совершить звонок вблизи этой базовой станции, они могут обнаружить, что уровень сигнала мобильного телефона максимальный, но звонок не проходит. Максимальный уровень сигнала означает, что сигнал подключен к антенне базовой станции. Блок RRU и блок BBU обработали сигнал и передали данные в сеть PTN. Поскольку оптоволоконный кабель поврежден, данные, передаваемые по PTN, не могут быть доставлены на следующую базовую станцию, и данные не могут поступить в агрегирующий центр обработки данных; кроме того, данные сигнала не могут быть отправлены в место назначения до тех пор, пока оптоволоконный кабель не будет восстановлен.

Поэтому, чтобы избежать описанной выше ситуации, необходимо изменить конфигурацию филиальной базовой станции кольцевой сети, чтобы она могла присоединиться к кольцевой структуре сети; для этого требуется соединить две ближайшие базовые станции в кольцевой сети с помощью двух оптоволоконных кабелей.

4. Заключение:

Кольцевая сеть базовых станций — это техническое решение, которое объединяет базовые станции по кольцевой топологии с целью повышения избыточности, надежности и отказоустойчивости сети. Решение на основе кольцевой сети базовых станций позволяет обеспечить высокую надежность и эффективность услуг в сети связи за счет избыточной архитектуры, механизмов быстрого восстановления, интеллектуального управления и других мер.