Первое поколение базовых станций WCDMA увидело свет в 2000 г. С тех пор многое изменилось. С увеличением размеров сетей WCDMA выросли и требования к ним, а развитие технологии привело к необходимости создания базовых станций нового поколения (3G), которые отличались бы улучшенной производительностью и низкой ценой, обеспечивали гибкое развертывание и поэтапную эволюцию. В результате появились станции, оснащенные цифровыми усилителями мощности, поддерживающие несколько несущих и услуги технологии HSDPA, а главное, отличающиеся открытой архитектурой. Так называемые «распределенные» базовые станции (Distributed Base Station) нового поколения стали основной тенденцией развития этого направления.

Традиционные макросотовые базовые станции, отличающиеся крупными габаритами, большой пропускной способностью и мощностью, могут применяться практически в любых условиях, в то время как менее мощные небольшие станции более пригодны к эксплуатации в малонаселенных районах и внутри зданий. Хотя все больше операторов 3G, особенно в Европе, выбирают именно распределенный подход ввиду того, что сотовые операторы исчерпали существующие ресурсы сайтов, и в такой ситуации наиболее подходящим оказывается компактное решение в виде распределенной базовой станции, поскольку они позволяют развернуть сети и внедрить услуги очень быстро. Благодаря достаточно высокой пропускной способности и мощности распределенные станции получают все больше преимуществ перед традиционными. Для небольших, но густонаселенных районов пикосотовые базовые станции оказываются наилучшим выбором.

Несмотря на постоянное появление все новых типов оборудования с разнообразными достоинствами, именно распределенные станции, без сомнения, представляют собой новое поколение оборудования, что, в свою очередь, стимулирует его дальнейшее развитие.

ДВА ДВИГАТЕЛЯ ОТРАСЛИ

До недавнего времени производители базовых станций разрабатывали новую продукцию самостоятельно, что привело к появлению многочисленных модулей и спецификаций, осложнило их подключение, а, кроме того, потребовало разработки различных процессоров и РЧ-устройств, которые могли бы применяться в разных типах станций. Все это увеличивало себестоимость оборудования и препятствовало дальнейшему развитию рынка. Неудивительно, что со временем понадобились стандартизованные интерфейсы для базовых станций, которые позволяли бы выполнять взаимное подключение модулей и цифровых интерфейсов разных производителей с возможностью мультиплексирования модулей. Все это стало причиной возникновения двух организаций, объединивших две группы отраслевых производителей.

В октябре 2002 г. компании Nokia, NEC, LG и Samsung выдвинули инициативу по разработке открытой архитектуры базовых станций (Open Base Station Standard Initiative, OBSAI). Перед организацией была поставлена задача стандартизации архитектуры беспроводных базовых станций, внутренних интерфейсов, модулей управления, режимов передачи, полосы базовых частот и радиочастот. Однако возможности OBSAI ограничивались тем, что стандарты разрабатывались в русле базовых станций только одного производителя — Nokia.

В июне 2003 г. Ericsson, Huawei, NEC, Nortel Networks и Siemens создали альтернативную организацию для разработки радиоинтерфейса общего пользования (Common Public Radio Interface, CPRI), она тоже занялась разработкой универсальных стандартов для ключевых внутренних интерфейсов с акцентом на интерфейсах между полосой базовых частот и радиочастот. В ее состав вошли поставщики базовых станций, что только повысило ее значимость. NEC перешла в стан CPRI менее чем через год после ее основания; на данный момент к организации, поддерживающей CPRI присоединились более 100 производителей.

В статье «Основные игроки мира телекоммуникаций и мобильных телефонов бросили вызов стандартам внутренних интерфейсов беспроводных базовых станций» на сайте CommsDesign.com был опубликован отчет о работе обеих организаций. Несмотря на то, что OBSAI создана крупными игроками индустрии мобильных телефонов, до сих остается неясным, станут ли другие производители поддерживать разработанные ими стандарты. В отчете указано, что «стандарты OBSAI скорей всего будут разрабатываться на базе прототипа базовой станции Nokia».

ИНТЕРФЕЙС CPRI

Рисунок 1. Интерфейсы, стандартизированные CPRI.
Согласно стандартам CPRI базовая станция состоит из двух частей: блок обработки базовых частот (BaseBand Unit, BBU), или блок управления оборудованием радиодоступа (Radio Equipment Control, REC), и удаленный радиоузел (Radio Frequency Unit, RRU), или оборудование радиодоступа (Radio Equipment, RE). Главной отличительной характеристикой интерфейсов CPRI является разделение между полосой базовых частот и полосой радиочастот. Малые габариты, удобство установки и многообразие функций при низком энергопотреблении позволяет использовать BBU на уже существующих объектах и поддерживать расширение в режиме каскадного подключения. Благодаря малым габаритам и весу, RRU легко монтируется на опоре или стене вблизи антенны, максимально увеличивая ее радиопокрытие. CPRI стандартизирует интерфейсы между BBU и RRU, обеспечивая совместимость оборудования разных производителей.

ПОДХОД OBSAI

OBSAI делит базовые станции на четыре главных модуля: модуль передачи, обработки, радиочастот и управления. Первый обеспечивает внешние стандартные сетевые интерфейсы, включая IP и ATM; во втором выполняется обработка сигналов базовых частот; третий принимает, передает и усиливает РЧ-сигналы и преобразует их из цифровых в аналоговые; четвертый обеспечивает системную синхронизацию, управление и конфигурирование оборудования базовых станций, отслеживает рабочее состояние других модулей и генерирует отчеты в систему управления сетевыми элементами. На Рисунке 2 представлена схема открытых интерфейсов OBSAI.

Рисунок 2. Открытые интерфейсы, стандартизированные OBSAI.
ВДОХНОВЛЯЮЩИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ

Преимущества распределенных базовых станций очевидны. Малые габариты позволяют гибко организовывать сеть и более эффективно использовать ограниченные ресурсы объекта. Вычислительный же центр и регламентное техобслуживание требуют наличия многочисленного персонала и крупных инвестиций. Разделение РЧ-модулей и модулей обработки базовых частот не только снижает уровень затрат, но позволяет увеличить пропускную способность сети за счет ее гибкой организации и предоставляет возможности для дальнейшего расширения базовых станций. Передача данных между разными базовыми станциями или модулями управления выполняется по оптическому волокну, что значительно улучшает характеристики сети в целом. Именно в этом направлении развитие базовых станций выглядит наиболее предпочтительным.

Усовершенствованием распределенных базовых станций наиболее интенсивно занимаются такие организации, как Xilinx и PMC. Они предоставляют справочные материалы по проектированию взаимодействия между модулями обработки базовых частот и радиочастот на базе рекомендации OBSAI № 3 (RP3) относительно электрических и протокольных стандартов и стандартов CPRI. Первой распределенную станцию нового поколения выпустила компания Huawei в феврале 2005 г.

Однако стандарты CPRI и OBSAI разработаны производителями и поэтому не являются обязательными. CPRI определяет только интерфейсы CPRI первого и второго уровня между BBU и RRU, оставляя без внимания интерфейсы третьего уровня, а также интерфейсы для системы эксплуатации и обслуживания (O&M). Телекоммуникационной отрасли предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем будет налажено стабильное взаимодействие между модулями обработки базовых и радиочастот, а также создано ретранслирующее оборудование с открытой архитектурой. Но уже сегодня можно сказать, что будущее за распределенными базовыми станциями нового поколения.

Татьяна Журавель — cтарший менеджер департамента маркетинга регионального отделения Huawei Technologies в странах СНГ. С ней можно связаться по адресу: tzhuravel@huawei.com.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями