EN
UMPT mint a BTS központi vezérlőegysége
Integráció a BBU architektúrába és hardveres interfész
A Baseband Egység (BBU) szívében helyezkedik el az univerzális főfeldolgozó és átviteli egység, rövidítve UMPT. Ez az alkatrész kezeli az összes valós idejű adatot, amely a rendszer különböző feldolgozó részei és átviteli berendezései között mozog. Az UMPT közvetlenül csatlakozik különféle hardveralkatrészekhez szabványos hátlap-kapcsolatokon keresztül. Ezek közé tartoznak az optikai portok, amelyek gyors adatátvitelt biztosítanak, valamint az elektromos kapcsolatok, amelyeket elsősorban vezérlőjelek rendszeren belüli továbbítására használnak. Az UMPT többek között olyan fontos funkciókat lát el, mint a rendszerbeli órajel-elosztás, a jelek megfelelő útvonalra irányítása és az erőforrás-kezelés több folyamat versengése esetén. Ennek a felépítésnek az egyik legfontosabb előnye a modularitása. A hálózatüzemeltetők méretezhetik a rendszert – akár felfelé, akár lefelé – a hálózatuk igényei szerint, anélkül, hogy nagyobb átalakításokra lenne szükség. Ezenkívül ez a tervezés segít minimalizálni a késleltetéseket, és biztosítja a hatékony feldolgozást még akkor is, ha a hálózati igények idővel változnak.
Az RRUs és a perifériás lapok (pl. LBBP, UPEU) koordinációja
A rendszer szívében az UMPT egység helyezkedik el, amely koordinálja az összes tevékenységet a távoli rádióegységek (RRU-k) és különféle perifériás komponensek – például az alapsáv-feldolgozó lapok (LBBP) és az energiaellátási környezeti egységek (UPEU) – között. Az eszköz kezeli az RF-adatátvitel szinkronizálását az RRU-k felé a CPRI vagy az eCPRI interfészek segítségével, valamint gondoskodik az energiaterjesztésről és az UPEU-modulokon keresztül folyamatosan figyeli a környezeti feltételeket. Amikor hirtelen megugrik a hálózati forgalom, az UMPT intelligensen újraelosztja a feldolgozási teljesítményt a különböző LBBP-kártyák között, így a jelek erősek maradnak az összes rádiófrekvenciás útvonalon. Speciális vezérlőcsatornák folyamatosan ellenőrzik a csatlakoztatott összes elem állapotát, és ha bármilyen probléma merül fel, automatikusan aktiválódik a hibára való átkapcsolás (failover) mechanizmusa. Ennek köszönhetően a szolgáltatások akadálytalanul folytatódnak, még akkor is, ha a rendszer egyes részei problémákat tapasztalnak, így biztosítva, hogy az egész BTS-rendszer mindig megbízható és működőképes maradjon.
Az UMPT alapvető működési funkciói a BTS üzemeltetéséhez
Órajel-szinkronizáció, átvitel-kezelés és protokollfeldolgozás (SCTP, IP, PPP)
Az UMPT rendkívül pontosan szinkronizálja a bázisállomások működését, elérve a szigorú ±50 ppb tartományt, amelyet éppen a 3GPP TS 36.104 szabvány ír elő az LTE és az NB-IoT hálózatok számára egyaránt. A nagy adatforgalom kezelése során a rendszer a CPRI és az eCPRI típusú nagysebességű interfészekkel működik, és adatátviteli sebességet ér el akár 25 gigabit/másodpercig. Ennek a megoldásnak a kiemelkedő jellemzője, hogy intelligensen kezeli a sávszélességet, nem pedig egyszerűen további erőforrásokat dob be a problémák megoldására. A készülék mindenféle protokollal kapcsolatos feladatot közvetlenül a berendezésen belül végez el – például az SCTP biztonságos jelzéskezelésre, az IP csomagútválasztásra, valamint a PPP soros kapcsolatok burkolására. Ez az eljárás kb. 30 százalékkal csökkenti az összesített késleltetést azzal szemben, ha ezeket a funkciókat külön hardverkomponenseken osztanák el. Ennek eredményeként javul a sejtátváltások (handover) teljesítménye, kevesebb csomag veszik el, és legfontosabb, hogy folyamatosan alacsony késleltetésű kommunikációt biztosítanak – ami kritikus fontosságú olyan alkalmazásokban, mint az ipari automatizálás vagy a vészhelyzeti reakciós rendszerek, ahol a pontos időzítés döntően befolyásolja a működést.
Több módos rádióelérés-támogatás: GSM, UMTS, LTE és NB-IoT
Az UMPT modul valami igazán lenyűgöző dolgot tud: egyszerre kezeli az összes különböző hálózati szabványt – a GSM-et (azaz a 2G-t), az UMTS-t (3G), az LTE-t (4G) és akár az NB-IoT-t is, amely az LPWAN-technológiák része. És itt jön a legfontosabb: nincs szükség hardvercserére minden új technológia megjelenésekor, köszönhetően a szoftverrel definiált rádióprofiloknak. Mi teszi ezt a modult különlegessé? Nos, az alapsáv-motor kiválóan alkalmazkodik, támogatva például a vivőfrekvencia-egyesítést (carrier aggregation), a masszív MIMO-rendszereket, valamint lehetővé téve a hálózatüzemeltetők számára, hogy kreatívan használják fel a spektrumterületet. Mindez remek alapot teremt az 5G NR területre való áttöréshez. Néhány gyakorlati mezővizsgálat ipari IoT-környezetben érdekes eredményt mutatott: ha az összes folyamatot megfelelően időzítik és ütemezik a központi UMPT rendszeren keresztül, akkor a különböző rádióelérési technológiák közötti átadások (handover) problémái 60 százalékkal csökkennek. Azoknak az alacsony fogyasztású érzékelőknek, amelyek nagy területeken vannak elosztva, ez a megbízhatóság jelentős különbséget jelent a mindennapi működésükben.
Az UMPT szerepe a BTS megbízhatóságának, redundanciájának és skálázhatóságának biztosításában
Aktív/standby redundancia, forró cserélhetőség és automatikus hibajavítás
Az UMPT komoly megbízhatóságot nyújt az aktív tartaléküzemelési rendszerének köszönhetően. Amikor a fő modul meghibásodik, a tartalék modul kevesebb mint 50 milliszekundum alatt teljes mértékben átveszi a vezérlést – ez valójában megfelel az ITU-T Y.1541 szabvány szigorú A-osztályú rendelkezésreállási követelményeinek. A meleg cserélhetőségű kialakítás lehetővé teszi a technikusok számára, hogy az összes komponenst online állapotban cseréljék ki – ez elengedhetetlen feltétele annak, hogy a vállalatok elérhessék azt a mítikus „öt kilences” (99,999 %) rendelkezésreállási célkitűzést kritikus hálózataikban. Emellett beépített hibafelismerő rendszer folyamatosan figyeli például a szoftver stabilitását, ellenőrzi a memória integritását, és monitorozza a hardver egészségi állapotát. Ha problémák merülnek fel, a rendszer automatikusan aktiválja a helyreállítási intézkedéseket, többek között a firmware visszagördítését egy korábbi, működő verzióra – mindez körülbelül 90 másodperc alatt történik. Mindezek a funkciók segítenek jelentősen csökkenteni a váratlan leállásokat, és az előző évi Telecom Efficiency Report szerint az üzemeltetési költségek körülbelül 30 százalékával is csökkenthetők. Ezenkívül ezek a megoldások zavartalanul működnek a hálózatok bővülésével együtt, így a vállalatoknak nem kell megbontaniuk meglévő infrastruktúrájukat pusztán a növekedés érdekében.
UMPT-telepítési szempontok hálózati üzemeltetők számára
Az UMPT egységek telepítésekor az üzemeltetőknek össze kell hangolniuk a hardverválasztásukat a már meglévő infrastruktúrával, valamint a jövőbeni fejlesztési irányokkal. Elsődleges szempont a régebbi BBUs és RRUs-kal való kompatibilitás. Ellenőrizni kell, hogy a berendezés támogatja-e a többféle rádiós üzemmódot, például a GSM-et, UMTS-t, LTE-t és az NB-IoT-t. A hatékonyság is fontos szempont, különösen akkor, ha távoli, hálózati áramellátástól független tornyokról van szó. A környezeti feltételek szintén nagy kihívást jelentenek. Ezek az egységek megbízhatóan működnek −40 °C-tól egészen +65 °C-ig, és képesek ellenállni a kültéri telepítések során gyakori poros körülményeknek és magas páratartalomnak. A tartalékrendszerek tekintetében a legtöbb szakértő aktív tartaléküzemmel és gyors cserére alkalmas (hot swap) funkciókkal ellátott megoldásokat javasol, hogy a karbantartás vagy hibák esetén se álljon le a működés. A 5G felé történő átállás előtt gondoskodni kell arról, hogy az órajel-szinkronizáció pontossága és az adatátviteli sebesség elérje a 3GPP Release 15 szabványban meghatározott követelményeket. Ne feledkezzünk meg a skálázhatóságról sem: a forgalom gyorsan növekedni fog, különösen az IoT-eszközökkel túlterhelt területeken. A GSMA Intelligence jelentései szerint az NB-IoT-kapcsolatok száma 2026-ra háromszorosára nőhet, így ennek megfelelő tervezés gazdaságilag is indokolt.
