Bài giảng Chương 2: Giới thiệu BTS3900

Chương 2. Giới thiệu BTS3900 2.3 Cấu trúc logic của BTS3900 Cấu trúc logic của BTS3900 gồm phân hệ RF, phân hệ điều khiển, phân hệ nguồn, và phân hệ anten Chú ý: Giá nguồn (DC/DC) chỉ được cấu hình trong tủ +24V DC; giá nguồn (AC/D C) chỉ được cấu hình trong tủ 220V AC. Nếu TMA được cấu hình, GATM và Bias-Tee cũng phải được cấu hình Toàn bộ các chức năng của phân hệ RF được thực hiện bởi DRFU Toàn bộ các chức năng của phân hệ điều khiển được thực hiện bởi BBU Toàn bộ các chức năng của phân hệ nguồn được thực hiện bởi các module sau: + DCDU-01 và Giá nguồn (DC/DC) trong tủ BTS3900 (+24V DC) + DCDU-01 và Giá nguồn (AC/DC) trong tủ BTS3900 (220V AC) Toàn bộ các chức năng của phân hệ anten được thực hiện bởi các module: + GATM + TMA + Anten Chương 6. Luồng tín hiệu của BTS3900/BTS3900A Luồng tín hiệu của BTS3900/BTS3900A bao gồm luồng tín hiệu lưu lượng và luồng báo hiệu của BTS. Luồng tín hiệu BTS3900/BTS3900A được phân thành luồng tín hiệu lưu lượng DL, luống tín hiệu lưu lượng UL, và luồng báo hiệu Luồng tín hiệu lưu lượng DL Luồng tín hiệu lưu lượng DL được phát từ BSC tới MS thông qua BTS3900/BTS3900A. Trong BTS3900/BTS3900A, BBU và các DRFU làm việc cùng nhau để sử lý các tín hiệu lưu lượng DL. Hình 6. Luồng tín hiệu lưu lượng DL Luồng tín hiệu lưu lượng DL như sau: BSC gửi các tín hiệu E1 tới BBU thông qua E1 hoặc cáp quang Sau khi nhận các tín hiệu E1, BBU xử lý các tín hiệu E1 như sau: + Tách tín hiệu xung đồng hồ từ các tín hiệu E1 + Cấu hình hệ thống BTS dựa trên việc cấu hình dữ liệu trên OLM + Đóng gói dữ liệu E1 trong định dạng của khung CPRI, và sau đó phát dữ liệu tới DRFU thông qua cáp tín hiệu CPRI Sau khi thu các tín hiệu, DRFU xử lý các tín hiệu như sau: + Giải gói các khung CPRI tốc độ cao để nhận được các tín hiệu băng cơ sở + Phát các tín hiệu băng cơ sở tới các đơn vị hoạt động liên quan đến việc đóng gói và ghép xen + Chuyển đổi các tín hiệu số thành các tín hiệu tương tự và điều chế các tín hiệu tương tự vào các tín hiệu RF + Kết hợp hoặc phân chia các tín hiệu RF dựa trên cấu hình của nó + Phát các tín hiệu đã kết hợp hoặc đã phân chia tới phân hệ anten Luồng tín hiệu lưu lượng UL Ngược lại với luồng tín hiệu lưu lượng DL, luồng tín hiệu lưu lượng UL được phát từ MS tới BSC thông qua BTS3900/BTS3900A. Trong BTS3900/BTS3900A, BBU và các DRFU làm việc cùng nhau để xử lý các tín hiệu lưu lượng UL Hình 6.2 Luồng lưu lượng tín hiệu UL Anten nhận các tín hiệu gửi từ MS. Nếu TMA được cấu hình, các tín hiệu thu được được khuếch đại bởi TMA và sau đó được phát tới DRFU thông qua feeder Sau khi thu các tín hiệu UL, DRFU xử lý các tín hiệu như sau: + Phân chia tín hiệu UL đã thu tới anten, Rx1 in hoặc Rx2 in + Chuyển đổi tín hiệu tương tự đã phân chia thành tín hiệu số để thu được tín hiệu băng tần cơ sở + Phát tín hiệu băng tần cơ sở tới các đơn vị hoạt động liên quan đến việc giải mã và giải ghép xen + Đóng gói dữ liệu đã sử lý vào định dạng khung CPRI, và sau đó phát dữ liệu tới BBU thông qua cáp tín hiệu CPRI Sau khi thu các tín hiệu, BBU sử lý tín hiệu như sau: + Giải đóng gói các khung CPRI tốc độ cao để thu được các tín hiệu băng cơ sở + Đóng gói tín hiệu băng cơ sở vào định dạng khung E1, và sau đó phát tín hiệu tới BSC thông qua cáp E1 hoặc cáp quang Luồng báo hiệu Chương 8. Cấu hình của BTS3900/BTS3900A 8.1 Các nguyên tắc cấu hình của BTS3900/BTS3900A Một tủ BTS3900/BTS3900A đơn cung cấp tới 12 sóng mang với cấu hình tế bào tối đa của S4/4/4, và hỗ trợ các ứng dụng dual-band. Trong BTS3900/BTS3900A, phân hệ anten, các DRFU, và BBU cần được cấu hình Các nguyên tắc cấu hình cơ bản Nâng cấp cấu hình dễ dàng. Nếu nhiều loại cấu hình phần cứng đáp ứng các yêu cầu việc cấu hình các tham số trong kế hoạch mạng, phương thức cấu hình mà thực hiện nâng cấp dễ dàng được ưa dùng hơn Giải pháp BTS3900/BTS3900A được khuyến nghị trong cấu hình tế bào S4/4/4 hoặc các cấu hình thấp hơn. Khi nhiều anten được cho phép, giải pháp BTS3900/BTS3900A có thể được áp dụng trong các cấu hình tế bào dual-band S6/6/6 và S4/4/4 + S4/4/4 Vùng phủ rộng. DRFU hỗ trợ vùng phủ rộng. Nếu được yêu cầu, DRFU có thể làm việc trong PBT, phương thức phân tập truyền dẫn, hoặc phân tập thu 4 đường trong các cấu hình thấp hơn S2. Nguyên tắc cấu hình anten: anten lưỡng cực được sử dụng trong các cấu hình S4/4/4 hoặc thấp hơn; anten lưỡng cực dual-band hoặc 2 anten lưỡng cực trên các băng tần số khác nhau được sử dụng trong cấu hình tế bào S4/4/4 + S4/4/4 Các nguyên tắc cấu hình anten Một anten có thể phục vụ tới 2 DRFU Chú ý: một anten đơn dựa vào anten 2 cực, mà cung cấp 2 cổng anten Phương thức anten đơn hỗ trợ cấu hình tế bào tối đa S4; phương thức anten kép hỗ trợ các cấu hình tế bào tối đa S4 tới S12 Theo mặc định, phân tập thu được chấp nhận trong GSM. Tức là, một anten lưỡng cực phải được cấu hình trong một tế bào Trong một tế bào đơn, một anten lưỡng cực được yêu cầu trong các cấu hình tế bào thấp hơn S4 và 2 anten lưỡng cực được yêu cầu trong các cấu hình S5 đến S8 Nguyên tắc cấu hình RF Bảng 1. Các nguyên tắc cấu hình RF của BTS3900 Nguyên tắc Mô tả Ví dụ Các nguyên tắc cấu hình một tủ đơn - Topo sao được chấp nhận giữa BBU và các DRFU. Các DRFU và các giao diện tốc độ cao trên BBU có quan hệ ánh xạ 1-1. Tức là, nếu khe DRFU 1 trống thì cổng CPRI 1 trên BBU cũng trống - Một tủ đơn hỗ trợ cấu hình tế bào tối đa S4/4/4 Các nguyên tắc cấu hình nhiều tủ - Khi các topo sao và vòng được chấp nhận giữa BBU và các DRFU, 3 mức DRFU trong 1 vòng có thể được kết nối tới 1 BBU. Tức là, 1 BBU hỗ trợ 3x3=9 DRFU - Khi các topo sao và chuỗi được chấp nhận giữa BBU và các DRFU, 3 mức của các DRFU trên một chuỗi có thể được kết nối tới 1 BBU. Tức là, 1 BBU hỗ trợ 6x3=18 DRFU Tối thiểu số lượng anten - Mỗi sector của BTS phải được cấu hình với số lượng anten tối thiểu - Đối với phân tập thu 2 anten, mỗi sector có 2 kênh anten; đối với phân tập thu 4 anten, mỗi sector có 4 kênh anten Không kết hợp trong kênh truyền - Cấu hình không kết hợp được khuyến nghị cho DRFU để tránh suy hao công suất trong việc kết hợp và để giảm tiêu thụ công suất của BTS - Nếu việc kết hợp được yêu cầu, cavity combiner phải được cấu hình bên ngoài DRFU và 1 combination được khuyến nghị Cấu hình 2 TRX trong 1 sector - Một DRFU đơn không được hỗ trợ ứng dụng S1/1; Tuy nhiên, 3 DRFU hỗ trợ ứng dụng S3/3 - Khi DRFU làm việc trong truyền dẫn PBT, phương thức phân tập truyền dẫn, hoặc phân tập thu 4 đường, 1 DRFU cung cấp chỉ 1 TRX. Do đó, cấu hình thực tế không đòi hỏi phương thức cấu hình 2 TRX trong 1 sector Ví dụ, với 1 site trong cấu hình tế bào S5/4/7, 9 DRFU được cài đặt để áp ứng các yêu cầu của cấu hình tế bào S6/4/8 nhưng dữ liệu vẫn được cấu hình trong cấu hình tế bào S5/4/7 Cấu hình tế bào chẵn lẻ Khi cấu hình sector ở giữa là S4 hoặc S8, các TRX trong các sector lân cận có thể được cấu hình tới sector giữa S3/4/3, S3/4/5, S5/4/3, S3/4/7, S7/4/3, S5/4/5. Số lượng DRFU Số lượng DRFU = (làm tròn) số sector S1 + (Số TRX – Số sector S1) ÷ 2 - S1/1/1: Số DRFU=3 - S3/3/3: Số DRFU=(làm tròn)(9÷2) =5 - S1/2/3, số DRFU = 1+ (làm tròn) ((6-1) ÷ 2) =4 - S1/1/3, số DRFU = 2+ (làm tròn) ((5-2) ÷ 2) = 4 Xác định TRX trong phương thức anten đôi Sau khi xác định TRX, các tế bào với số lượng TRX lẻ được adjacent các tế bào S5=S3+S2 hoặc S5=S2+S3 S6=S4+S2 hoặc S6=S3+S3 S7+S4+S3 hoặc S7=S3+S4 S8=S4+S4 - Trong S3/5/4, S5 có thể được phân chia thành S3+S2. Khi đó, cấu hình tế bào là S3/(3/2)/4 - Trong S2/5/5, S5 đầu tiên được phân chia thành S2+S3; S5 thứ 2 được phân chia thành S3+S2. Khi đó, cấu hình tế bào là S2/(2/3)/(3/2) Chú ý: Trong phương thức cấu hình 2 TRX trong 1 sector, một DRFU thuộc về chỉ 1 sector Các nguyên tắc cấu hình của BBU Một BBU cung cấp 6 cổng CPRI. Trong topo vòng, một BBU đơn hỗ trợ tới 18 TRX; trong topo chuỗi, một BBU đơn hỗ trợ tới 36 TRX Bảng 8.2 mô tả các nguyên tắc cấu hình các bản mạch trong BBU Bản mạch/Module Mô tả BSBC Một BSBC phải được cấu hình UBFA Một UBFA phải được cấu hình UPEU - Một UPEU phải được cấu hình - Một UPEU bổ xung có thể được cấu hình khi dự phòng công suất được yêu cầu. Tuy nhiên, UPEU thêm vào không thể được cấu hình với UEIU tại cùng thời điểm UEIU - Một UEIU phải được cấu hình khi 2 tủ BTS3900 được cấu hình - Một UEIU phải được cấu hình khi 2 tủ nguồn APM30 được cấu hình GTMU - Một GTMU phải được cấu hình - GTMU chiếm khe 5 và khe 6 UELP - UELP không được yêu cầu trong BTS3900 - Một UELP phải được cấu hình trong BTS3900A 8.2 Các kết nối cáp tín hiệu RF của DRFU Một đầu của jumper RF được kết nối tới cổng RF trên DRFU và đầu còn lại được kết nối tới feeder. Bạn có thể xác định các cổng RF thích hợp dựa trên các phương thức cấu hình thực tế Các kết nối cáp RF của DRFU Phương thức truyền dẫn và phương thức anten được môt tả trong danh sách sau là thiết lập ở phía BSC Các cáp RF khác nhau thì có màu khác nhau. Hình 8.1 thể hiện ánh xạ giữa các cáp tín hiệu RF và các màu của nó S1 không phân tập truyền dẫn, S1 với phân tập truyền dẫn, và S2 không phân tập truyền dẫn S1 không phân tập truyền dẫn, S1 với phân tập truyền dẫn, và S2 không có phân tập truyền dẫn sử dụng cấu hình 1DRFU và 1 anten lưỡng cực Bảng 8.3 Cấu hình (1) Phương thức cấu hình tiêu biểu Phương thức truyền dẫn Phương thức anten Cấu hình cáp S1 không phân tập truyền dẫn Truyền dẫn độc lập hoặc kết hợp Anten đơn Máy thu đôi 1 module DRFU 1 anten lưỡng cực S1 với phân tập truyền dẫn Phân tập truyền dẫn Anten đôi S2 không phân tập truyền dẫn Truyền dẫn độc lập hoặc kết hợp Anten đơn Máy thu đôi Hình 8.2 Các kết nối cáp RF đối với S1 (không phân tập truyền dẫn / với phân tập truyền dẫn)/ S2 (không phân tập truyền dẫn) S2 với PBT, S3 không phân tập truyền dẫn, và S4 không phân tập truyền dẫn S2 với PBT (Power Boost Technology), S3 không phân tập truyền dẫn, và S4 không phân tập truyền dẫn sử dụng cấu hình 2 DRFU và 1 anten lưỡng cực. Bảng 8.4 Cấu hình (2) Phương thức cấu hình tiêu biểu Phương thức truyền dẫn Phương thức anten Cấu hình cáp S2 với PBT PBT Anten đơn Máy thu đôi 2 DRFU 1 anten lưỡng cực S3 không phân tập truyền dẫn Truyền dẫn độc lập hoặc kết hợp Anten đơn Máy thu đôi S4 không phân tập truyền dẫn Truyền dẫn độc lập hoặc kết hợp Anten đơn Máy thu đôi Hình 8.3 Các kết nối của cáp RF với S2 (PBT)/S3 (không phân tập truyền dẫn)/ S4 (không phân tập truyền dẫn) S2 (Phân tập thu 4 đường) S2 với phân tập thu 4 đường sử dụng cấu hình 2 DRFU và 2 anten lưỡng cực. Cấu hình liên quan như sau: Phương thức thu: phân tập thu 4 đường Thiết lập phương thức anten: máy thu 4 đường anten đôi Hình 8.4 Các kết nối cáp tín hiệu RF cho S2 (phân tập thu 4 đường) S2 với phân tập truyền dẫn và S4 với truyền dẫn độc lập S2 với phân tập truyền dẫn và S4 với truyền dẫn độc lập sử dụng cấu hình 2 DRFU và 2 anten lưỡng cực. Bảng 8.5 Cấu hình (3) Phương thức cấu hình tiêu biểu Phương thức truyền dẫn Phương thức anten Cấu hình cáp S2 với phân tập truyền dẫn Phân tập truyền dẫn Anten đôi 2 DRFU 2 anten lưỡng cực S4 với truyền dẫn độc lập Truyền dẫn độc lập hoặc kết hợp Anten đôi Hình 8.5 Các kết nối cáp RF cho S2 (phân tập truyền dẫn)/ S4(truyền dẫn độc lập) S5 không phân tập truyền dẫn và S6 không phân tập truyền dẫn S5 không phân tập truyền dẫn và S6 không phân tập truyền dẫn sử dụng cấu hình 3 DRFU và 2 anten lưỡng cực. Bảng 8.6 Cấu hình (4) Phương thức cấu hình tiêu biểu Phương thức truyền dẫn Phương thức anten Cấu hình cáp S5 không phân tập truyền dẫn Truyền dẫn độc lập hoặc kết hợp DRFU0: Anten đơn, máy thu đôi DRFU1: anten đơn, máy thu đôi DRFU2: anten đơn, máy thu đôi -3 DRFU - 2 anten lưỡng cực S6 không phân tập truyền dẫn Truyền dẫn độc lập hoặc kết hợp DRFU0: anten đơn, máy thu đôi DRFU1: anten đơn, máy thu đôi DRFU2:anten đôi Hình 8.6 Các kết nối cáp RF cho S5 (không phân tập truyền dẫn)/S6 (không phân tập truyền dẫn) S7 không phân tập truyền dẫn và S8 không phân tập truyền dẫn S7 không phân tập truyền dẫn và S8 không phân tập truyền dẫn sử dụng cấu hình 4 DRFU và 2 anten lưỡng cực. Bảng 8.7 Cấu hình (5) Phương thức cấu hình tiêu biểu Phương thức truyền dẫn Phương thức anten Cấu hình cáp S7 không phân tập truyền dẫn Truyền dẫn độc lập hoặc kết hợp Anten đơn Máy thu đôi 4 DRFU 2 anten lưỡng cực S8 không phân tập truyền dẫn Truyền dẫn độc lập hoặc kết hợp Anten đơn Máy thu đôi Hình 8.7 Các kết nối cáp RF cho S7 (không phân tập truyền dẫn)/S8 (không phân tập truyền dẫn) 8.3 Topo DRFU được kết nối bởi cáp CPRI Các DRFU hỗ trợ nhiều topo mạng khác nhau: sao, chuỗi, và vòng Hình 8.8 Topo tiêu biểu của các DRFU Chú ý: khi topo chuỗi được sử dụng, tối đa 3 lớp DRFU có thể được kết nối tới 1 BBU Bảng 8.8 So sánh 3 topo tiêu biểu của DRFU Topo Ưu điểm Nhược điểm Sao Networking đơn giản Thực hiện dự án dễ dàng Bảo dưỡng thuận tiện Mở rộng dung lượng linh hoạt Độ tin cậy mạng cao So với các topo khác, topo sao yêu cầu nhiều cáp truyền dẫn hơn Chuỗi Hỗ trợ cấu hình tối đa Độ tin cậy mạng thấp Yêu cầu lượng cáp truyền dẫn lớn Vòng Độ tin cậy mạng cao Bị so sánh với mạng cấu trúc 8.4 Cấu hình tiêu biểu của BTS3900/BTS3900A Mục này liệt kê số lượng các thành phần được yêu cầu đối với cấu hình tế bào S1/1/1, S2/2/2, S4/4/4, S6/6/6, S1/1/1 + S3/3/3, S2/2/2+S2/2/2, và S4/4/4 + S4/4/4 Bảng 8.9 Cấu hình tiêu biểu của BTS3900/BTS3900A Cấu hình tiêu biểu Số DRFU Số anten Số các thành phần BTS3900 khác Số các thành phần BTS3900A S1/1/1 3 3 Tủ BTS3900:1 FAN:1 DCDU-01:1 BBU:1 Giá nguồn (DC/DC): 1 (+24V DC đầu vào) Giá nguồn (AC/DC): 1 (220V AC đầu vào) GATM: tùy chọn Tủ nguồn PM30:1 Giá nguồn (AC/DC): 1 PDU: 1 BBU: 1 GATM: tùy chọn Tủ RF: 1 FMUA: 1 DCDU-02: 2 FAN: 2 S2/2/2 3 3 S4/4/4 6 3 S2/2/2+ S2/2/2 6 6 S6/6/6 9 6 Tủ BTS3900: 2 FAN: 2 DCDU-01:2 BBU:1 Giá nguồn (DC/DC): 1 (+24V DC đầu vào) Giá nguồn (AC/DC): 1 (220V AC đầu ra) Tủ nguồn APM30: 1 Giá nguồn (AC/DC): 1 PDU: 1 BBU: 1 GATM: tùy chọn FMUA: 2 DCDU-02: 4 FAN: 4 S1/1/1+ S3/3/3 8 6 S4/4/4+ S4/4/4 12 6 Chú ý: số anten trong mạng dual-band có thể được sử dụng cho cấu hình mà 2 băng tần không sử dụng chung anten. Khi hai băng tần sử dụng chung anten, số lượng anten trong mạng dual-band được tính toán giống như cách tính trong mạng single-band Chương 10. Các chỉ tiêu kỹ thuật của BTS3900 10.1 Các chỉ tiêu dung lượng của BTS3900/BTS3900A Các chỉ tiêu dung lượng BTS3900/BTS3900A được biểu thị dưới dạng số TRX và tế bào: Một tủ đơn chứa tới 6 DRFU Một tủ đơn phục vụ tới 6 sector Một tủ đơn hỗ trợ cấu hình tối đa S4/4/4, lên tới 12 GSM TRX Nhiều tủ hỗ trợ cấu hình tối đa S24/24/24, lên tới 72 GSM TRX 10.2 Đặc tính RF của BTS3900/BTS3900A Băng tần số hoạt động khoảng cách giữa 2 tần số là 200kHz Bảng 10.1 Các băng tần hoạt động của BTS3900/BTS3900A Băng tần số hoạt động Băng tần thu Băng tần phát PGSM 900MHz 890 – 915 MHz 935 – 960 MHz EGSM 900MHz 880 – 915 MHz 925 – 960 MHz GSM 1800MHz 1710 – 1785 MHz 1805 – 1888 MHz Đặc điểm kỹ thuật máy phát Bảng 10.2 Công suất đầu ra của DRFU trong BTS3900/BTS3900A Băng tần hoạt động Phương thức làm việc Công suất đầu ra (GMSK/8PSK TOC) 900 MHz Không kết hợp 45W/ 30W 900 MHz Kết hợp 20W/ 14W 900 MHz PBT 71W/47W 1800 MHz Không kết hợp 40W/ 26W 1800 MHz Kết hợp 18W/ 12W 1800 MHz PBT 63W/ 42W