EN
UMPT tukiaseman (BTS) keskitettynä ohjausyksikkönä
Integrointi BBU-arkkitehtuuriin ja laitteistojen liittäminen
Baseband-yksikön (BBU) ytimessä sijaitsee yleinen pääkäsittely- ja lähetysyksikkö, lyhyemmin UMPT. Tämä komponentti hallinnoi kaikkia reaaliaikaista tietoa, joka liikkuu eri käsittelyosien ja lähetyslaitteiden välillä järjestelmässä. UMPT on kytketty suoraan erilaisiin laitteistokomponentteihin standardien takapaneeliliitäntöjen kautta. Näihin kuuluvat optiset portit, jotka käsittelevät noita tietosiirtoja, sekä sähköiset liitännät, joita käytetään pääasiassa ohjaussignaalien jakamiseen järjestelmän sisällä. Muun muassa UMPT huolehtii tärkeistä toiminnoista, kuten kellojen jakamisesta koko järjestelmän laajuisesti, signaalien reitityksestä oikeille paikoilleen ja resurssien hallinnasta, kun useat prosessit kilpailevat huomiosta. Tämän ratkaisun erityinen hyöty johtuu sen modulaarisesta luonteesta. Verkkotoimijat voivat skaalata järjestelmää suuremmaksi tai pienemmäksi verkon vaatimusten mukaan ilman merkittäviä uudelleenrakennuksia. Lisäksi tämä rakenne auttaa pitämään viiveet alhaisina ja varmistaa tehokkaan käsittelyn myös silloin, kun verkon vaatimukset muuttuvat ajan myötä.
Yhteistyö RRUs- ja periferialautojen kanssa (esim. LBBP, UPEU)
Järjestelmän ytimessä sijaitsee UMPT, joka koordinoi kaikkia toimintoja etäradioyksiköiden (RRU) ja erilaisten periferialaitekomponenttien, kuten taajuusalueen käsittelykorttien (LBBP) ja virta- ja ympäristöyksiköiden (UPEU), välillä. Laite hoitaa RF-tietojen synkronoidun lähetyksen näihin RRU-yksiköihin joko CPRI- tai eCPRI-liitännän kautta sekä samalla huolehtii virranjakelusta ja seuraa ympäristöolosuhteita UPEU-moduulien avulla. Kun verkkoliikenteessä tapahtuu äkillinen nousu, UMPT jakaa älykkäästi käsittelytehoa eri LBBP-korttien kesken, jotta signaalit pysyvät vahvoina kaikilla radiotaajuuspoluilla. Erityiset ohjauskanavat tarkkailevat jatkuvasti kaikkien kytkettyjen laitteiden tilaa, ja jos jotakin menee pieleen, ne käynnistävät automaattisesti varasuoritusmekanismit. Tämä tarkoittaa, että palvelut toimivat sujuvasti myös silloin, kun järjestelmän osissa esiintyy ongelmia, mikä takaa koko BTS-järjestelmän luotettavuuden ja toimintakyvyn jatkuvasti.
UMPT:n keskeiset toiminnalliset kyvykkyydet BTS-toimintojen tukemiseen
Kellon synkronointi, siirtohallinta ja protokollakäsittely (SCTP, IP, PPP)
UMPT pitää tukiasemat synkronoituina erinomaisen tarkasti, saavuttaen tuon tiukan ±50 ppb:n tarkkuusalueen, joka on juuri se, mitä 3GPP TS 36.104 -standardi vaatii sekä LTE- että NB-IoT-verkoille. Kun kyseessä on kaiken sen dataliikenteen käsittely, järjestelmä toimii korkean nopeuden liitännöillä, kuten CPRI:llä ja eCPRI:llä, siirtäen dataa nopeudella, joka saavuttaa 25 gigabitistä sekunnissa. Tämän erottaa muista se, että se hallinnoi kaistaleveyttä älykkäästi eikä pelkästään heitä resursseja ongelmien ratkaisemiseksi. Laite suorittaa kaikenlaisia protokollatyötehtäviä suoraan laitteistolla, esimerkiksi SCTP:tä luotettavan signaalinkäsittelyn, IP:tä pakettien reititykseen ja PPP:tä sarjalinkkien käärimiseen. Tämä lähestymistapa vähentää kokonaissuoraviivaisuutta (latenssia) noin 30 prosenttia verrattuna tilanteeseen, jossa nämä toiminnot jakautuisivat eri laitteisiin. Tuloksena näemme parempaa suorituskykyä solujen välisissä käsienvaihdossa, vähemmän kadonneita paketteja ja ennen kaikkea johdonmukaisen matalan viiveen, mikä on erityisen tärkeää tilanteissa, joissa ajoitus voi päättää toiminnan onnistumisesta tai epäonnistumisesta teollisessa automaatiossa ja hätäpalvelujärjestelmissä.
Monitilaista radiopääsyn tukea: GSM, UMTS, LTE ja NB-IoT
UMPT-moduuli tekee melko kiehtovaa työtä: se pystyy käsittelemään kaikkia näitä eri verkkostandardoita yhtaikaa – GSM (eli 2G), UMTS (3G), LTE (4G) ja jopa NB-IoT, joka kuuluu LPWAN-teknologiaan. Ja tässä on juurikin pointti: uuden teknologian tullessa ei tarvitse vaihtaa laitteistoa, koska ohjelmallisesti määritellyt radioprofiilit mahdollistavat sen. Mikä tekee tästä moduulista erinomaisen? No, perustaajuusmoottori sopeutuu erinomaisesti ja tukee esimerkiksi kantajataajuusaggregointia, massiivisia MIMO-järjestelmiä sekä antaa operaattoreille mahdollisuuden keksiä uusia tapoja spektrin uudelleenkäyttöön. Kaikki tämä luo erinomaisen pohjan siirtymiselle 5G NR -alueelle. Joitakin todellisia kenttäkokeita teollisen IoT:n ympäristöissä on osoittanut mielenkiintoisen asian: kun kaikki ajoitetaan ja suunnitellaan keskitetyn UMPT-järjestelmän kautta, radioaccess-teknologioiden väliset siirtymät aiheuttavat 60 prosenttia vähemmän ongelmia. Tällainen luotettavuus tekee valtavan eron päivittäisessä toiminnassa niille alhaisen tehon kuluttaville sensoreille, jotka ovat hajautettu laajalle alueelle.
UMPT:n rooli BTS-järjestelmän luotettavuuden, turvavaratoiminnon ja laajennettavuuden varmistamisessa
Aktiivinen/varmuusvaratoiminto, kuuman vaihdon tuki ja automaattinen viankorjaus
UMPT tarjoaa erinomaista luotettavuutta aktiivisen varatilanteen redundanssirakenteensa ansiosta. Kun pääpiiri epäonnistuu, varapiiri ottaa ylikäytön täysin alle 50 millisekunnissa, mikä todellakin täyttää ITU-T Y.1541 -standardin tiukat luokan A vaatimukset saatavuudelle. Lämmin vaihto -suunnittelu mahdollistaa teknikoiden vaihtaa komponentteja, kun kaikki järjestelmä pysyy verkossa – tämä on ehdottoman välttämätöntä, jos yritykset haluavat saavuttaa myyttisen viisi yhdeksikköä (99,999 %) käytettävyystavoitteen kriittisissä verkoissaan. Lisäksi järjestelmässä on sisäänrakennettu vian havaitsemistoiminto, joka seuraa jatkuvasti esimerkiksi ohjelmiston vakautta, tarkistaa muistin eheytta ja valvoo laitteiston kuntoa. Jos ongelmia ilmenee, järjestelmä käynnistää automaattisesti toipumistoimenpiteitä, mukaan lukien firmwaren palauttaminen edelliseen toimivaan versioon noin 90 sekunnissa. Kaikki nämä ominaisuudet auttavat vähentämään odottamatonta käytöstäpoissaoloa ja alentamaan toimintakustannuksia noin 30 prosenttia viime vuoden Telecom Efficiency Report -raportin mukaan. Lisäksi ne toimivat saumattomasti verkon laajentuessa, joten yritysten ei tarvitse purkaa olemassa olevaa arkkitehtuuriaan vain kasvaakseen.
UMPT:n käyttöönottoa koskevat harkinnat verkkotoimijoille
UMPT-yksiköiden asennuksen yhteydessä operaattorien on sovitettava oma hardware-valintansa siihen, mikä on jo käytössä, sekä siihen, mihin suuntaan asiat saattavat kehittyä tulevaisuudessa. Yhteensopivuus vanhojen BBUn ja RRU:n kanssa on ensisijainen huolenaihe. Tarkista, tukeeko laitteisto useita radiotyyppejä, kuten GSM:ää, UMTS:ää, LTE:tä ja NB-IoT:ta. Myös tehonkulutuksen tehokkuus on tärkeää, erityisesti silloin, kun kyseessä ovat verkkovirrasta kaukana sijaitsevat tukiasemat. Myös ympäristöolosuhteet ovat merkittävä tekijä. Nämä yksiköt on suunniteltu toimimaan luotettavasti lämpötilavälillä −40 °C – +65 °C, ja niiden on kestettävä myös pölyisiä olosuhteita ja korkeaa ilmankosteutta, jotka kuuluvat standardiin ulkoasennuksiin. Varmuuskopioinnin osalta useimmat asiantuntijat suosittelevat aktiivisia varayksiköitä, joissa on kuumavaihtomahdollisuus, jotta toiminnot eivät pysähdy huollon tai vikojen aikana. Tulevaisuuden näkökulmasta 5G:n osalta varmista, että kellonsynkronoinnin tarkkuus ja datansiirtonopeudet täyttävät 3GPP:n Release 15 -standardit. Älä unohda skaalautuvuutta: liikenne kasvaa nopeasti, erityisesti alueilla, joissa on runsaasti IoT-laitteita. GSMA Intelligence -raporttien mukaan NB-IoT-yhteydet voivat kolminkertaistua vuoteen 2026 mennessä, joten vastaava suunnittelu on hyvä liiketoimintaratkaisu.
