Orange pochwalił się jak wyglądają jego nowe stacje 5G w paśmie C

Orange zaprezentował na swoim blogu budowę stacji bazowej działającej w paśmie C.

Sygnał stacji bazowej jest emitowany w sektorach. 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 starty sygnału były jak najmniejsze. Na poniższym zdjęciu zaznaczyłam je strzałką.

Moduły radiowe RRU

Moduł radiowy RRU waży od 15 do 20 kg. Na stacji jest ich kilka, a nawet kilkanaście. 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

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.

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. 

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. 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 systemów 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.

Maszt – stacja bazowa w pobliżu Bydgoszczy