Single RAN: «ужимаем» БС без ущерба производительности

в 7:14, , рубрики: gsm, LTE, SDR, umts, антенны, базовая станция, Блог компании ВымпелКом (Билайн), мобильная связь, сотовая связь, телеком, Телекомы, частоты, метки: , , , , , , , , ,

Single RAN: «ужимаем» БС без ущерба производительности
Базовая станция после запуска выглядела бы примерно так, если бы не Single RAN

Дословно Single RAN расшифровывается как «Single Radio Access Network» – единая сеть радиодоступа. Чтобы понять, что это, нам придется вернуться на десятилетия назад, в эпоху первых мобильных сетей. К примеру — D-AMPS, с которой начинал в 90-е годы, в частности, «Билайн».

Тогда все было очень просто. Один стандарт связи D-AMPS, один диапазон частот – 800MHz, одна базовая станция, которая создает покрытие. Казалось бы, все замечательно! Однако емкость стандарта D-AMPS невелика, дополнительный функционал кроме голоса практически отсутствует, и очень скоро операторы переходят на стандарт GSM, который сразу был доступен уже в 2 диапазонах частот: 900MHz – для максимального покрытия, и 1800MHz – для максимальной емкости сети.

Single RAN: «ужимаем» БС без ущерба производительности
Базовая станция стандарта D-AMPS и антенная система для нее.

Техническая эволюция: больше стандартов

Каждый диапазон даже внутри одного стандарта требует собственной базовой станции, со своими блоками управления, передатчиками и антеннами. Если мы захотим сохранить еще и работавшую ранее сеть D-AMPS, то количество базовых станций на каждом сайте достигает 3 штук, а антенн на мачте – 6-9 штук.

К счастью уже подходит время полного отключения и демонтажа оборудования для сетей D-AMPS, что позволит немного сократить количество стоек и антенн.

Single RAN: «ужимаем» БС без ущерба производительности
Двухдиапазонный сайт (900/1800MHz) стандарта GSM, с антенной системой.

Через короткое время растущая потребность в передаче данных и получение лицензии на 3G-сети обязывают оператора начать развертывание сети UMTS в диапазоне 2100 MHz, а в некоторых случаях – еще и 900MHz. Позже активное развитие стандарта LTE не может оставить в стороне любого оператора, который хочет остаться среди лидеров рынка. Для России решено развертывать сети LTE в диапазонах 800MHz и 2600MHz.

Теперь, если развиваться по стандартному пути построения сети, мы должны добавить ещё оборудование для поддержки всех стандартов (GSM/UMTS/LTE) и всех диапазонов (800/900/1800/2100/2600MHz), включающее стойки базовых станций с передатчиками, блоками управления, транспортными блоками и антеннами.

Нетрудно подсчитать, что в одном помещении мы должны смонтировать 2 стойки GSM-базовых станций (900MHz+1800MHz), до двух UMTS (2100MHz+900MHz) и 2 базовые станции LTE (800MHz+2600MHz).

Количество стоек выросло до 6, количество антенн на мачте – минимум до 12 штук! Одновременно для каждого стандарта может требоваться отдельный транспорт для передачи трафика в сторону оператора, причем технология для этого транспорта также может использоваться для каждого стандарта мобильной связи – своя. К примеру, GSM-базовые станции будут передавать данные по каналам E1, UMTS-базовые станции – по каналам ATM, а LTE-базы – через IP/Ethernet.

Трудно найти живой пример такой громоздкой конфигурации сайта базовой станции, но получиться должно нечто похожее на фото до ката. Такие пятидиапазонные сайты (800/900/1800/2100/2600MHz) стандартов GSM/UMTS/LTE, с антенной системой — крайне неэффективное решение, которое необходимо оптимизировать по всем возможным параметрам: количеству стоек, габаритам, количеству антенн, передатчиков, блоков управления, используемым транспортным каналам.

Именно здесь и появляется концепция Single RAN: обеспечение работы всех стандартов мобильной сети (GSM/UMTS/LTE) с использованием минимального количества оборудования на сайте базовой станции. В идеале базовая станция соответствующая стандарту Single RAN должна выглядеть для стороннего наблюдателя как 1 стойка базовой станции с комплектом универсальных передатчиков и блоков управления, имеющих общий IP/Ethernet транспортный канал для всех стандартов мобильной связи. Антенны при этом необходимо использовать широкополосные, кросс-поляризованные, скомпонованные по 2-3 штуки в одном корпусе.

Single RAN: «ужимаем» БС без ущерба производительности
Пятидиапазонный Single RAN сайт (800/900/1800/2100/2600MHz) стандартов GSM/UMTS/LTE с антенной системой.

Со стороны это вновь выглядит как первая базовая станция D-AMPS, работавшая всего в одном стандарте. Но теперь это совершенно несоизмеримый уровень предоставляемых сервисов, несколько технологий радиодоступа и огромные емкости для абонентов.

Такая минимизация и унификация стала возможна благодаря долгой работе, выполняемой производителями оборудования для мобильных сетей, процессу стандартизации, постоянно ведущемуся в специальных организациях и достижениям в области современной микроэлектроники. Теперь один передатчик в любом диапазоне может одновременно работать в нескольких стандартах на заданной частоте, а один блок управления, после добавления небольшой платы способен обрабатывать трафик от этих мультистандартных передатчиков и отправлять его по общему транспортному каналу на сайт оператора.

Конечно, в концепцию Single RAN входят также и требования к оборудованию в сети оператора, такому как BSC/RNC/MSC/SGSN, системам управления и транспортным сетям, и все они позволяют минимизировать количество оборудования и использовать его с максимальной эффективностью для развития мобильной сети.

Как это выглядит на практике

Инсталляция решения Single RAN возможна только при выполнении ряда условий, которые весьма непросто выдержать в сети оператора, работающего на рынке несколько лет. Главное условие для реализации Single RAN — оборудование всех стандартов (GSM/UMTS/LTE) должно быть от одного производителя. В случае, если оператор давно работает на рынке, обычна ситуация, когда поставщиком оборудования GSM выступал один поставщик, оборудования UMTS — второй, а LTE — третий. Для такого сценария развития переход к Single RAN возможен только с привлечением масштабных инвестиций, и переходу к оборудованию одного производителя.

При выполнении первого условия возникает второе: необходимо использовать современное оборудование, поддерживающее технологию SDR (Software-Defined Radio), и основанное на технологии производства, обеспечивающей достаточную производительность и минимизацию размеров комплектующих, используемых в базовых станциях.

Решения, основанные на данных подходах, предлагаются на рынке всего несколько лет, поэтому фактически это также означает замену оборудования существующих стандартов GSM/UMTS при развертывании Single RAN-решения GSM/UMTS/LTE.

Все новые сети которые планируются и строятся в настоящее время, основаны на принципе Single RAN, а существующие сети проходят плановую модернизацию, которая завершится в течение нескольких лет.

Автор: geran_utran

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля