LTE基站類型與設備

TD-LTE 通信 運營商 GPS 中國聯通 安防自媒體 2018-12-04

LTE基站類型根據不同的劃分方式,有不同的分類。根據基站覆蓋的環境和模型不同,可以分為宏站和室分站;根據LTE採用的雙工方式不同,又分為TDD站點和FDD站點,下面將針對不同的分類進行介紹。

2.1 宏站和室分站區別

根據環境、覆蓋模型不同將站點分為宏站與室分站。宏站一般指室外大範圍的覆蓋站點,由於天線覆蓋無法做到無縫覆蓋,宏站天線無法完全覆蓋至室內,或室內覆蓋信號很差,環境複雜,針對樓宇需要做室分覆蓋。簡單來說宏站是大範圍室外覆蓋的站點,針對高樓層,覆蓋差的室內而設的站點為室分站點。

宏站和室分站點區分也很簡單,宏站在室外有明顯的天線,而室分的天線多為在樓道的天花板裡的吸頂天線。

LTE基站類型與設備

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同時宏站和室分站的設備也略有不同,在下面的章節裡會做出詳細介紹。

2.2 TDD和FDD區別

LTE根據雙工方式,分為兩類:TDD和FDD,TDD代表時分複用,FDD代表頻分複用,FDD系統是指系統的發送和接收數據使用不同的頻率;時分雙工系統則是系統的發送和接收使用相同的頻段,上下行數據發送在時間上錯開,通過在不同時隙發送上下行數據,可有效避免上下行干擾,至於具體含義屬於理論範疇,這裡就不多解釋了,但要知道中國移動使用的是TDD。電信聯通使用的是FDD。

移動TDD又根據劃分頻段的不同,分為D、F、E三種頻段,各頻段範圍如下:D 2570—2620MHz

F 1880—1920MHz

E 2300—2400MHz

其中D/F頻段供宏站使用,E頻段供室分使用。頻段劃分的含義是,在劃分的這些頻段區間,供LTE業務使用

2.3 基站基本設備介紹

上面介紹了基站的分類,不同類型的基站需要的設備各不相同,下面將對所有設備進行介紹,下表列舉了不同類型基站設備配置。基站設備一般包括:主系統模塊FSMF,系統拓展模塊FBBA,電源模塊DCDU,傳輸模塊FTIF,時鐘盒,RRU,GPS,天線等。本節將對這些模塊做出詳細介紹。

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2.3.1 室內基帶處理單元 BBU

室內基帶處理單元,也稱BBU(Building Base band Unite)。

BBU主要功能簡介:BBU是基站的基帶處理單元,提供對外接口,完成系統的資源管理、操作維護和環境監測功能等。

BBU包括主控單元FSMF模塊、基帶擴展單元FBBA和傳輸擴展單元FTIF。

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下面將介紹BBU包含的三個模塊:

1.主系統模塊FSMF

FSMF是TD-LTE 室外型基站的Flexi Multiradio 10 Base Station系統模塊。包含所支持無線接入技術的所有控制和基帶功能。主要功能包括:

l 基帶信號處理

l 內置以太網和IP V4/V6傳輸功能(可簡單理解為信號的傳輸方式);

l 基站時鐘生成和分發功能;

l 基站管理和維護功能;

l 傳輸控制功能;

l 無線接口集中控制功能。

簡單來說,接收或者發送出去的信號都是在FSMF模塊中進行相關處理操作的。

FSMF接口如下圖所示:BBU機框中,中間一排接口最多的模塊即為FSMF模塊,模塊的各個接口的功能已經在圖中標出。

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2. 基帶擴展單元FBBA

基帶擴展單元,簡稱FBBA。一般基站包含的小區數不會只有一個,一個室外宏站(宏站的概念後面會介紹)包括3個小區(基站一般包含3個扇區,完成360度覆蓋,這三個扇區也稱為3個小區),而主系統模塊FSMF帶動的小區數有限,最多隻能帶動一個小區,所以需要增加基帶擴展單元FBBA帶動更多的小區,每增加一個FBBA就可以多帶動一個小區。FBBA有與FSMF模塊通信的接口,通過一根BUS線連接,完成兩者的數據通信。

FBBA模塊和接口如下圖所示:

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3. 傳輸擴展單元FTIF

傳輸擴展單元FTIF,也稱傳輸板。因為基站不是孤立存在的,需要進行組網,基站利用這個模塊的第四個光口(從左往右數),通過光纖與傳輸設備相連,實現傳輸。這地方說的傳輸設備,主要的作用是使眾多基站組網的設備,後臺網管可以通過這個設備提取基站數據,或對基站進行相關操作,每個機房都會有,一般使用華為或中興生產的傳輸設備。

FTIF如下圖所示:

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華為的傳輸設備如下圖所示:

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2.3.2電源模塊 DCDU

電源分配單元(Direction Current Distribution Unit ),簡稱DCDU,負責給LTE設備供電,如BBU,室外的射頻單元RRU等。DCDU和BBU一起都是安裝在機櫃裡的。

電源接口如下圖所示:

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DCDU給其他設備供電,那DCDU的電又是從什麼地方取的呢?在上節裡已經介紹過機房的設備,其中一個機櫃是電源櫃,DCDU的-48V直流電就是從電源櫃取電的。電源櫃裡有接電牌、熔絲以及接電開關等。接電牌有兩個:一次下電牌和二次下電牌,如下面的右圖所示,一次下電牌接的是非重要負載(非重要負載指在電源櫃供電不足的情況下首先斷電的設備),我們的設備接的就是一次下電牌;二次下電牌接的是重要負載,傳輸類設備接的是二次下電牌。停電時,由室內的蓄電池供電,當蓄電池的電消耗到一定程度時,就斷開非重要負載上的供電,保證傳輸。在電源櫃裡,熔絲只能選擇63A或100A的熔絲。

電源櫃內照片如下圖所示:

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2.3.3時鐘盒

室外的GPS蘑菇頭是用來定位和提供時鐘同步的,GPS蘑菇頭也有很多類型,當室外的GPS蘑菇頭傳下來的是模擬信號時,室內就需要一個時鐘盒,時鐘盒的作用是將模擬的GPS信號轉換成數字信號,然後送入FSMF模塊。當室外的GPS蘑菇頭傳下來的是數字信號時,室內就不需要時鐘盒。因為使用的GPS型號不同,移動的基站是需要時鐘盒的,電信和聯通的基站不需要時鐘盒。

時鐘盒的接口如下圖所示:

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室外的GPS信號進入室內不是直接接到時鐘盒上的,需要經過GPS避雷器。GPS避雷器的作用是對室內的時鐘盒等設備提供保護。

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2.3.4 GPS

大家對GPS定位可能都比較熟悉,LTE的室外設備中就包含GPS蘑菇頭,GPS蘑菇頭是用來定位和提供時鐘同步信號的。從GPS輸出的信號有兩類:模擬信號和數字信號,GPS也有很多種型號,這裡就不一一列舉了,目前電信用的是FYGB 472748A,移動用的是CS930219。移動用的GPS蘑菇頭輸出的是模擬信號,電信和聯通用的GPS蘑菇頭輸出的是數字信號,所以移動站點的室內設備需要時鐘盒對信號進行轉換,而電信和聯通不需要。

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2.3.5遠端射頻模塊RRU

遠端射頻模塊(Remote Radio Unit),簡稱RRU。室外天線接收和發送的都是射頻信號,室內BBU接收和發送的都是光信號,那麼BBU和天線就不能直接相連,需要通過RRU作為中間橋樑,對信號做相應處理。

接收信號時,RRU將天線傳來的射頻信號經濾波、低噪聲放大、轉化成光信號,傳輸給室內處理設備;

發送信號時,RRU將從機房傳來的光信號,經光電轉換、變頻、濾波、線性功率放大等操作,轉換成射頻信號,最後通過天線發送出去。

RRU有很多種型號,每種型號的接口數目有所不同,但大致有幾種接口:電源接口,DCDU通過這個接口給RRU供電;光口,BBU與RRU就是通過這些光口相連的;與天線的接口等。下面將給出幾種類型RRU的照片:

移動項目使用的RRU,包括:電源接口,光口、9個天線接口,前8個接口用來與天線傳遞信號,其中9號天線接口為校準口,作校準使用。


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移動基站的FHEB型號RRU

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移動基站的FZFF型號RRU

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移動基站的FZFF型號RRU


電信項目使用的RRU,包括:電源接口,光口、6個天線接口,用來與天線傳遞信號。電信基站FXEB型號RRU如下圖所示:

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2.3.6 天線

天線是信號的收發單元,天線也有很多類型。下面通過圖片給大家展示一下。

電信的使用的天線與移動有所不同,在天線下端還有兩個電調,用來調整下傾角(就是天線的俯仰角)的,電信的天線下端通過4根饋線(連接天線與RRU的線纜稱為饋線)與下端的RRU相連,傳遞信號,兩個電調通過串聯的方式與下端的RRU相連。連接示意圖在後面的FDD宏站會詳細介紹。

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移動使用的天線,其下端與RRU的饋線接口有9個,,而且沒有電調,所以從外觀,線纜的多少就可以區分出移動和電信的天線。

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天線的類型很多,這裡就不一一講解了,下圖是LTE各類天線接口彙總圖

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