Gdy myślimy o stacji bazowej często do głowy przychodzi nam maszt. To jednocześnie prawidłowe, jak i nieprawidłowe skojarzenie. Prawidłowe, bo faktycznie na masztach dostrzec możemy anteny radiowe. Nieprawidłowe, bo sama konstrukcja stacji bazowej nie czyni. Przyjrzyjmy się nieco stacjom bazowym i ich budowie, a zwłaszcza stacjom 5G z pasmem C, bo to wciąż nowość w naszej sieciowej infrastrukturze.
Zacznę od tego, że każda stacja składa się z infrastruktury pasywnej i aktywnej, która wymaga podłączenia do prądu. Infrastruktura pasywna to na przykład wspominany maszt. Choć nie jest to obowiązkowy element. Stacje bazowe umieszone mogą być także na kominach i słupach lub postawione na dachach. Do tej pory do części pasywnej zaliczane były także anteny, jednak razem z wejściem 5G w paśmie C to się zmieniło. Ale o tym za chwilę.
Sygnał stacji bazowej jest emitowany w sektorach. Powiedzmy w uproszczeniu, że to zakresy zasięgu stacji. Na jednej stacji najczęściej są trzy sektory, każdy po 120 stopni, choć zdarzają się też inne konfiguracje. Razem tworzą one pełny okrąg zasięgu sieci komórkowej.
Aktywna część stacji bazowej
Wśród urządzeń aktywnych wymienić można m.in. moduły radiowe RRU (ang. Radio Remote Unit), które przetwarzają sygnał na częstotliwości radiowe. Trafia on później do anteny, która emituje go do urządzeń użytkowników. RRU są kompatybilne z różnymi generacjami sieci. Montujemy je blisko anten, żeby straty sygnału były jak najmniejsze. Na poniższym zdjęciu zaznaczyłam je strzałką.
Ile waży taki moduł radiowy RRU? Nawet 15-20 kg. Musicie przyznać, że to całkiem sporo, biorąc pod uwagę, że na stacji jest ich kilka, a nawet kilkanaście. Wyobraźcie sobie jakim wyzwaniem jest montowanie tych urządzeń. Na nowych stacjach kilka modułów radiowych jest „połączonych” w jedną obudowę. W takim wypadku mamy jeden zestaw RRU dla pasm niskich częstotliwości i drugi zestaw RRU dla pasm wysokich. RRU i anteny łączą przewody tzw. jumpery.
Drugą część aktywnych urządzeń zobaczymy na dole stacji bazowej. To moduły sterujące BBU (ang. Baseband Units), które odpowiadają za obróbkę cyfrową sygnału. Moduły BBU i RRU łączy światłowód.
Sieć 5G – nowe anteny
Dochodzimy do części prawdopodobnie dla wielu najciekawszej – anteny dla 5G. Tak jak wspomniałam, anteny poprzednich generacji sieci komórkowej były urządzeniami pasywnymi. Teraz to się zmieniło, bo anteny obsługujące 5G w paśmie C są antenami aktywnymi. Są mniejsze i bardziej zbliżone do kwadratu, jak na zdjęciu poniżej. Nie zobaczymy pod nimi także modułów RRU - znajdują się wewnątrz anteny pod obudową.
Antenę ustawia się pod takim kątem, żeby maksymalizować jej zasięg w danym sektorze. Możemy ustawić azymut i elewację. Nie brzmi to jak coś związanego z telekomunikacją, zwłaszcza elewacja nie budzi technologicznych skojarzeń. Możemy powiedzieć, że odpowiadają one kolejno przekrojowi poziomemu i pionowemu sygnału, który wysyłany jest ze stacji. Do ustalenia jest także TILT, czyli parametr, który mówi jak pochylona jest wiązka. Dzięki TILT-owi możemy lekko podnosić lub pochylać wiązkę anteny, tak by optymalizować jej działanie.
To, że sieć 5G w paśmie C gwarantuje tak wysokie przepływności, zawdzięcza nie tylko szerokiemu pasmu częstotliwości (100 MHz), ale także zastosowaniu technologii massive MIMO i w efekcie beamformingu.
Beamforming to technologia, w której antena koncentruje wiązkę radiową w określonym kierunku. Dzięki temu sygnał jest precyzyjnie skierowany w stronę konkretnego użytkownika lub obszaru, zamiast rozpraszania sygnału we wszystkich kierunkach. Możemy powiedzieć, że taka wiązka jest bardziej skoncentrowana i skuteczniej dociera do zamierzonego odbiorcy, co zwiększa jakość połączenia i przepustowość.
Podłączenie transmisyjne stacji
Stacje z rdzeniem sieci łączy światłowód lub radiolinia. Radiolinię można opisać jako wiązkę sygnału radiowego, która przekazuje dane z całej stacji. Najnowsze radiolinie korzystają z tzw. pasma E-band w zakresie 70-80 GHz. Mają one znacznie mniejszy zasięg (3-5 km w porównaniu do ok. 20 km klasycznych radiolinii), ale wyróżniają się wysoką pojemnością, więc sprawdzają się w przypadku łączności stacji 5G.
Jednak znacznie popularniejszym rozwiązaniem jest łączenie stacji 5G światłowodem. Ponad 90% wszystkich stacji bazowych 5G w sieci Orange połączona jest właśnie w ten sposób. Światłowód to wciąż najbardziej niezawodna i odporna technologia.
Co to za szafa na dole?
Na koniec kilka słów o otoczeniu stacji bazowej, czyli o jej środowisku technicznym. Stacja potrzebuje zasilania podstawowego, czyli układu prostowników, które zmieniają prąd zmienny w stały, jak również awaryjnego w formie baterii. Dlatego przy stacji bazowej zawsze znajduje się tzw. kontener lub szafa. W zamkniętej przestrzeni znajdują się również tzw. wewnętrzne elementy stacji bazowej (moduły systemowe) oraz transmisyjne. Kontener lub szafa zapewniają bezpieczeństwo oraz odpowiednie warunki klimatyczne dla zainstalowanych urządzeń i baterii. Szafa jest aktualnie stosowanym i lepszym rozwiązaniem. Dlaczego lepszym? Jest mniejsza, potrzebuje systemu chłodzenia i ogrzewania o mniejszej mocy, przez co jest bardziej efektywna energetycznie.
Mniejsza moc systemu chłodzenia jest możliwa do zastosowania również z innych powodów. Pierwszym są coraz bardziej wydajne systemy zasilania – sprawność aktualnie stosowanych prostowników osiąga nawet 98%. Oznacza to, że tracimy tylko 2% energii w procesie przetwarzania z prądu zmiennego na stały. Przekłada się to na znaczne zmniejszenie ilości ciepła wytwarzanego w zamkniętej przestrzeni szafy. Drugim powodem jest odpowiedni dobór stosowanych urządzeń, by mogły poprawnie pracować w wyższej temperaturze.
Komentarze
Witam czy jest planowany w tym roku nadajnik 5 g pasma C na nadajniku Orange (26003) ID: 1923 (N!)
OdpowiedzStarachowice, ul. Martenowska 2 – maszt TSR Emitel? Stacja jest ciągle przeciążona przydało by się 5 g w pasmie C. Pozdrawiam
No ja to Panią podziwiam. Uwielbiam tematy, o których Pani pisze w swoich artykułach. One są rzetelne i pełne technicznych informacji. Ten artykuł jest wyjątkowo interesujący – cieszę się, że ktoś wyjaśnia tak techniczne tematy na blogu, po polsku, dla ludzi. Liczę na więcej takich wpisów. Czy planuje Pani napisać coś więcej o planach wdrożenia lub testach sieci 5G SA?
OdpowiedzŻyczę powodzenia w dalszej karierze. Pozdrawiam z Radomia ^^
Kingo droga. Niesamowicie szanuję za tak piękny technicznie artykuł. Niby nie szczegółowy, ale jednak wiele mówi o tym co najciekawsze w sieci komórkowej. Jako czynny radiowiec cieszę się, że macie w biurze prasowym takie osoby jak Ty, które potrafią prosto, a jednocześnie właściwie technicznie wytłumaczyć branżowe tajniki. To zdecydowanie wyróżnia Orange na tle konkurencji. Tak trzymać. Świetny wpis. Pozdrawiam serdecznie!
Odpowiedz@Jackoon, tak, jest to w planach jeszcze w tym roku. Uprzedzam tylko, że zdarza się, że takie plany są czasem zmieniane i inwestycje przesuwają się w czasie, więc nie mogę dać 100% gwarancji.
Odpowiedz@NMen, @sebmag, dziękuję! Cieszę się, że techniczne wpisy znajdują swoich czytelników. Na pewno będę pisać o planach wdrożenia i testach sieci 5G SA, ale kiedy to się jeszcze okaże. Oczywiście na blogu Orange 🙂
OdpowiedzPani Kingo i Orange (choć chciałbym napisać Idea)- dziękuję Wam za te cenne artykuły. Ale na pierwszym zdjęciu, o czym się dowiedziałem w ostatnich miesiącach, to jednak nie maszt, a wieża Orange. Na drugim zdjęciu nie mamy komina, tylko raczej – po wyglądzie – jest to strunobetonowy słup danej PTC – operatora śp. Ery, czyli obecnej T-Mogiła. Ale jeszcze raz Wam dziękuję za te techniczne artykuły – robicie kawał dobrej roboty 🙂
OdpowiedzRzeczywiście, dziękuję za czujność i zwrócenie uwagi. I zapraszam na kolejne teksty ze świata techniki 🙂
OdpowiedzZdjęcie podpisane jako: „Anteny na kominie w Bydgoszczy” to w rzeczywistości wieża rurowa Orange zlokalizowana przy ulicy Szubińskiej, na terenie dawnej Telekomunikacji Polskiej.
OdpowiedzDziękuję za odpowiedź! 🙂
OdpowiedzFajnie czyta się takie materiały:)Pani Kingo,jaka jest początkowa droga światłowodu którym podpina się stacje bazowe?jest on poprowadzony z najbliższego Hosta,czy może z OLT?Pozdrawiam
OdpowiedzKrzysiek87, światłowód biegnie od stacji bazowej, przez najbliższy router sieci transportowej do sieci rdzeniowej. Ze względów technologicznych czasem na tej drodze stosowane jest też podłączenie przez OLT.
OdpowiedzSzanowna Pani Kingo, przyjemnie sie to czyta. Dziękuje i proszę o wiecej takich materiałów.
Pytanie, czy jest jakis plan na 5G nadajnika Piasecka 200A, świdnik, woj lubelskie, id 86527N1
Play juz od miesiaca nadaje z tej wierzy.. ale ja nie chce od Was odchodzic 🙂
OdpowiedzW Świdniku mamy zaplanowane na ten rok inwestycje z 5G, ale niestety nie w tej lokalizacji. Zaznaczam, że mówię tylko o planach na 2024, co przyniesie kolejny rok, to się okaże. Także może trzeba jeszcze chwilę poczekać.
OdpowiedzPani Kingo – jest Pani super i brawo Orange: dziękuję Wam za poprawę opisów zdjęć. I czekam oczywiście na kolejną porcję wiedzy odnośnie działania telefonii komórkowej 🙂
OdpowiedzKingo, mam nadzieję, że wpis dotyczący zwiększenia pojemności sieci na zbliżające się wakacje także się pojawi 😊 Fajnie byłoby pokazać od kuchni jak wygląda mobilna stacja bazowa, takia jak N stawia m.in. w nadmorskich kurortach na sezon lipiec – wrzesień. Bobolin, Jastarnia, Pobierowo itp. Przy okazji chciałbym pochwalić, że nareszcie po kilku latach przepychania tematu i współpracy z Lasami Państwowymi pojawiła się stacja bazowa na latarni w miejscowości Orzechowo koło Ustki! Super 🙂 Jest może jakiś pomysł na powrót serii filmików na kanale YouTube Orange Polska z serii „Jak to działa” ? Piotrek świetnie pokazywał tam różne ciekawostki 🙂
OdpowiedzO zwiększeniu pojemności na okres wakacji na pewno na blogu napiszę 🙂 Jak co roku!
Odpowiedz