EN
UMPT как центральный управляющий блок БС
Интеграция в архитектуру BBU и аппаратное взаимодействие
В основе блока базовой полосы (BBU) находится универсальный основной процессор и передатчик, или сокращенно UMPT. Этот компонент управляет всеми данными в реальном времени, перемещающимися между различными частями обработки и передающим оборудованием внутри системы. UMPT подключается напрямую к различным аппаратным компонентам через стандартные соединения на задней панели. Сюда входят оптические порты, обеспечивающие быструю передачу данных, а также электрические интерфейсы, используемые преимущественно для передачи управляющих сигналов по всей системе. Среди прочего, UMPT выполняет важные функции, такие как распределение тактовых сигналов по всей системе, маршрутизация сигналов по назначению и управление ресурсами при конкуренции нескольких процессов за доступ к вычислительным мощностям. Особую ценность данной архитектуры обеспечивает её модульность: операторы сетей могут масштабировать систему вверх или вниз в зависимости от потребностей сети без необходимости проведения глобальной модернизации. Кроме того, такая конструкция способствует минимизации задержек и обеспечивает высокую эффективность обработки даже при изменении требований к сети с течением времени.
Согласование с RRUs и периферийными платами (например, LBBP, UPEU)
В основе системы находится модуль UMPT, который координирует всю деятельность между удаленными радиоблоками (RRU) и различными периферийными компонентами, такими как платы базовой обработки сигналов (LBBP) и блоки питания и окружающей среды (UPEU). Устройство обеспечивает синхронизацию передачи РЧ-данных на эти RRU через интерфейсы CPRI или eCPRI, а также выполняет распределение электропитания и контроль параметров окружающей среды посредством модулей UPEU. При резком скачке сетевого трафика модуль UMPT интеллектуально перераспределяет вычислительные мощности между различными картами LBBP, чтобы поддерживать стабильную силу сигнала на всех радиочастотных путях. Специальные управляющие каналы постоянно отслеживают состояние всех подключенных компонентов, а при возникновении неисправности автоматически активируют механизмы резервирования. Это означает, что услуги продолжают функционировать бесперебойно даже при возникновении проблем в отдельных частях системы, обеспечивая высокую надёжность и работоспособность всей базовой станции (BTS) в любое время.
Основные функциональные возможности UMPT для эксплуатации базовых станций
Синхронизация времени, управление передачей и обработка протоколов (SCTP, IP, PPP)
UMPT обеспечивает высокоточную синхронизацию между базовыми станциями, достигая строгого допуска ±50 ppb, что точно соответствует требованиям стандарта 3GPP TS 36.104 как для сетей LTE, так и для сетей NB-IoT. При обработке интенсивного трафика данных система взаимодействует с высокоскоростными интерфейсами, такими как CPRI и eCPRI, обеспечивая пропускную способность до 25 гигабит в секунду. Особую выделяющуюся черту устройства составляет его интеллектуальное управление полосой пропускания — вместо простого увеличения ресурсов при возникновении проблем. Устройство выполняет на борту широкий спектр протокольных функций: SCTP — для надёжной сигнализации, IP — для маршрутизации пакетов и PPP — для инкапсуляции последовательных соединений. Такой подход снижает общую задержку примерно на 30 % по сравнению с распределением этих функций между различными аппаратными компонентами. В результате улучшается производительность при передаче соединений между сотами, уменьшается количество потерянных пакетов, а главное — обеспечивается стабильно низкая задержка, критически важная в ситуациях, где точность временных параметров определяет успех операций — от промышленной автоматизации до систем экстренного реагирования.
Поддержка многорежимного радиодоступа: GSM, UMTS, LTE и NB-IoT
Модуль UMPT выполняет довольно интересную функцию: он способен одновременно обрабатывать все эти различные стандарты сетей — GSM (то есть 2G), UMTS (3G), LTE (4G) и даже NB-IoT, входящий в состав технологий LPWAN. И вот в чём главный козырь: отпадает необходимость замены аппаратного обеспечения каждый раз при появлении новых технологий — благодаря профилям программно-определяемого радио (SDR). Что делает этот модуль особенно выдающимся? Во-первых, базовый процессор (baseband engine) обладает высокой адаптивностью и поддерживает такие функции, как агрегация несущих, массивные MIMO-конфигурации, а также предоставляет операторам широкие возможности для творческого подхода к повторному использованию спектрального ресурса. Всё это создаёт отличную основу для перехода к технологии 5G NR. Некоторые реальные полевые испытания в промышленных IoT-средах продемонстрировали любопытный результат: при точной синхронизации и корректном планировании всех процессов через централизованную систему UMPT количество проблем с передачей соединения (handover) между различными технологиями радиодоступа сокращается на 60 %. Для низкопотребляющих датчиков, размещённых на обширных территориях, такая надёжность оказывает существенное влияние на повседневную эксплуатацию.
Роль UMPT в обеспечении надежности, избыточности и масштабируемости BTS
Активный/резервный режим избыточности, горячая замена и автоматическое восстановление после сбоев
UMPT обеспечивает высокую надежность благодаря активной резервной конфигурации в режиме ожидания. При отказе основной платы резервная плата полностью берёт на себя управление менее чем за 50 миллисекунд, что соответствует строгим стандартам ITU-T Y.1541 класса A по доступности. Конструкция с возможностью горячей замены позволяет техникам заменять компоненты без отключения системы — это абсолютно необходимо для достижения мифического показателя времени безотказной работы «пять девяток» (99,999 %) в критически важных сетях. Встроенная система обнаружения неисправностей постоянно контролирует такие параметры, как стабильность программного обеспечения, целостность оперативной памяти и состояние аппаратного обеспечения. При возникновении проблем система автоматически запускает процедуры восстановления, включая откат прошивки к предыдущей рабочей версии — всё это занимает около 90 секунд. Все эти функции позволяют значительно сократить незапланированное время простоя и снизить эксплуатационные расходы примерно на 30 %, согласно отчёту Telecom Efficiency Report за прошлый год. Кроме того, они бесперебойно работают при расширении сетей, поэтому компаниям не требуется кардинально перестраивать существующую архитектуру только для масштабирования.
Соображения, связанные с развертыванием UMPT, для операторов сетей
При настройке блоков UMPT операторам необходимо согласовывать свои аппаратные решения как с уже установленным оборудованием, так и с перспективными планами развития сети. Прежде всего следует обеспечить совместимость со старыми базовыми блоками (BBU) и удалёнными радиоблоками (RRU). Необходимо проверить, поддерживает ли оборудование несколько радиорежимов: GSM, UMTS, LTE и NB-IoT. Энергоэффективность также имеет важное значение, особенно при размещении оборудования на вышках, удалённых от централизованной электросети. Ещё один важный аспект — условия эксплуатации: данные блоки должны надёжно функционировать в диапазоне температур от минус 40 до плюс 65 °C и выдерживать пыльные условия и высокую влажность, характерные для наружных установок. В качестве резервного решения большинство экспертов рекомендуют использовать активные системы резервирования с возможностью «горячей» замены компонентов, чтобы исключить простои в работе во время технического обслуживания или отказов оборудования. При подготовке к внедрению сетей 5G необходимо обеспечить точность синхронизации тактовых сигналов и пропускную способность данных в соответствии со стандартами 3GPP Release 15. Также нельзя забывать о масштабируемости: трафик будет расти стремительно, особенно в зонах с высокой плотностью устройств Интернета вещей (IoT). Согласно отчётам GSMA Intelligence, количество соединений NB-IoT может увеличиться втрое к 2026 году, поэтому соответствующее планирование является обоснованным с точки зрения бизнес-стратегии.
