EN
UMPT jako centrální řídicí jednotka BTS
Integrace do architektury BBU a hardwarové rozhraní
V jádru jednotky basebandu (BBU) se nachází univerzální hlavní zpracovací a přenosová jednotka, zkráceně UMPT. Tato součást spravuje všechna data v reálném čase, která se přesouvají mezi různými zpracovatelskými částmi a přenosovým zařízením v rámci systému. UMPT je přímo propojena s různými hardwarovými komponentami prostřednictvím standardních základnových připojení. Mezi ně patří optické porty pro rychlý přenos dat i elektrické spoje, které se používají především k přenosu řídících signálů po celém systému. Kromě jiného UMPT zajišťuje důležité funkce, jako je distribuce hodinových signálů po celém systému, směrování signálů na požadovaná místa a správa prostředků v případě, že více procesů soupeří o systémové prostředky. Zvláště užitečnou vlastností tohoto uspořádání je jeho modulární charakter. Provozovatelé sítí mohou podle potřeb svých sítí škálovat výkon nahoru či dolů bez nutnosti rozsáhlých přestaveb. Navíc tento návrh pomáhá udržovat zpoždění na nízké úrovni a zajišťuje, že zpracování zůstává efektivní i při změnách požadavků na síť v průběhu času.
Koordinace s RRUs a periferními deskami (např. LBBP, UPEU)
V jádru systému se nachází modul UMPT, který koordinuje veškerou činnost mezi vzdálenými rádiovými jednotkami (RRU) a různými periferními komponenty, jako jsou desky pro zpracování basebandu (LBBP) a jednotky napájení a prostředí (UPEU). Zařízení zajišťuje synchronizaci přenosů RF dat do těchto RRU prostřednictvím rozhraní CPRI nebo eCPRI, zároveň se stará o distribuci napájení a sleduje podmínky prostředí prostřednictvím modulů UPEU. Při náhlém nárůstu síťového provozu modul UMPT inteligentně přerozděluje výpočetní výkon mezi jednotlivé karty LBBP, aby zůstaly signály silné na všech rádiových frekvenčních cestách. Speciální řídicí kanály neustále monitorují stav všech připojených zařízení a v případě poruchy aktivují automatické mechanismy převzetí funkce (failover). To znamená, že služby nadále běží hladce i v případě potíží s částmi systému, čímž je zajištěna trvalá spolehlivost a funkčnost celé stanice základní stanice (BTS).
Základní funkční schopnosti UMPT pro provoz BTS
Synchronizace hodin, správa přenosu a zpracování protokolů (SCTP, IP, PPP)
UMPT udržuje synchronizaci mezi základnovými přijímači a vysílači s pozoruhodnou přesností, čímž dosahuje striktního rozmezí ±50 ppb, které vyžaduje standard 3GPP TS 36.104 jak pro sítě LTE, tak pro sítě NB-IoT. Pokud jde o zpracování veškeré této datové provozní zátěže, systém pracuje s vysokorychlostními rozhraními, jako jsou CPRI a eCPRI, a přenáší data rychlostí až 25 gigabitů za sekundu. To, co tento systém výrazně odlišuje, je jeho inteligentní řízení šířky pásma namísto pouhého nasazování dalších prostředků k řešení problémů. Zařízení provádí všechny druhy protokolových úloh přímo na palubě – například protokol SCTP pro spolehlivé signalizování, protokol IP pro směrování paketů a protokol PPP pro zabalení sériových spojů. Tento přístup snižuje celkovou latenci přibližně o 30 % ve srovnání se situací, kdy jsou tyto funkce rozděleny mezi různá hardwarová zařízení. Výsledkem je lepší výkon při přepínání mezi buňkami (handover), méně ztracených paketů a především konzistentní komunikace s nízkou zpožděním, která je rozhodující v situacích, kdy přesné časování může rozhodnout o úspěchu či neúspěchu operací – od průmyslové automatizace po systémy nouzového reagování.
Podpora více režimů rádiového přístupu: GSM, UMTS, LTE a NB-IoT
Modul UMPT dělá něco opravdu zajímavého – dokáže zároveň zpracovávat všechny tyto různé síťové standardy: GSM (tedy 2G), UMTS (3G), LTE (4G) a dokonce i NB-IoT, který patří do technologie LPWAN. A tady je ten klíčový bod: není nutné vyměňovat hardware pokaždé, když se objeví nová technologie, díky profilům softwarově definovaného rádia. Co tento modul činí tak výjimečným? No, basebandový procesor se velmi dobře přizpůsobuje a podporuje například agregaci nosných kmitočtů, rozsáhlé MIMO konfigurace a umožňuje operátorům kreativně využívat opakované využití spektra. Všechno toto vytváří ideální základ pro přechod do oblasti 5G NR. Některé skutečné terénní testy v průmyslových IoT prostředích ukázaly zajímavý výsledek: při správném časování a plánování všeho prostřednictvím centrálního systému UMPT došlo ke snížení problémů s přepínáním mezi různými rádiovými přístupovými technologiemi o 60 procent. Pro tyto nízkovýkonové senzory rozmístěné na rozsáhlých územích má tento druh spolehlivosti obrovský vliv na každodenní provoz.
Role UMPT při zajištění spolehlivosti, redundance a škálovatelnosti BTS
Aktivní/pohotovostní redundance, horké výměny a automatické obnovení po poruše
UMPT poskytuje vysokou spolehlivost díky aktivnímu záložnímu redundantnímu uspořádání. V případě poruchy hlavní desky přebírá záložní deska veškeré funkce během méně než 50 milisekund, což skutečně splňuje přísné normy ITU-T Y.1541 třídy A pro dostupnost. Konstrukce s možností výměny za provozu umožňuje technikům nahrazovat komponenty, aniž by bylo nutné vypínat systém – což je naprosto nezbytné, pokud mají podniky dosáhnout mytického cíle pěti devítek (99,999 %) dostupnosti ve svých kritických sítích. Součástí je také vestavěná detekce poruch, která neustále sleduje stabilitu softwaru, kontroluje integritu paměti a monitoruje stav hardwaru. Pokud dojde k problémům, systém automaticky spustí opatření pro obnovu, včetně návratu firmware na předchozí funkční verzi, a to vše během přibližně 90 sekund. Všechny tyto funkce pomáhají výrazně snížit neplánované výpadky a snížit provozní náklady přibližně o 30 procent podle Telecom Efficiency Report z loňského roku. Navíc tyto funkce bezproblémově fungují i při rozšiřování sítí, takže podniky nemusí přestavovat stávající architekturu jen kvůli růstu.
Zvažování nasazení UMPT pro provozovatele sítí
Při nastavování jednotek UMPT musí operátoři přizpůsobit své hardwarové volby již existující infrastruktuře i budoucím požadavkům. Na prvním místě je kompatibilita se staršími jednotkami BBU a RRU. Zkontrolujte, zda zařízení podporuje více rádiových režimů, jako jsou GSM, UMTS, LTE a NB-IoT. Důležitá je také energetická účinnost, zejména u věží nacházejících se daleko od elektrické sítě. Dalším významným faktorem je prostředí. Tyto jednotky musí spolehlivě fungovat v teplotním rozsahu od mínus 40 °C až po plus 65 °C a musí odolávat prachovým podmínkám a vysoké vlhkosti, které jsou standardní pro venkovní instalace. Pro záložní plán doporučují většinou odborníci aktivní systémy v režimu činného pohotovostního provozu (active standby) s funkcí horké výměny (hot swap), aby nedošlo k přerušení provozu během údržby nebo poruch. Pokud se díváme do budoucnosti směrem k technologii 5G, ujistěte se, že přesnost synchronizace hodin a rychlost přenosu dat splňují požadavky standardu 3GPP Release 15. A nezapomeňte na škálovatelnost. Provozní zátěž bude rychle narůstat, zejména v oblastech s vysokou koncentrací zařízení IoT. Podle zpráv GSMA Intelligence by se počet připojení NB-IoT do roku 2026 mohl ztrojnásobit, a proto odpovídající plánování dává dobrý smysl z hlediska podnikání.
