BTS3900A硬件结构与原理 issue 10.ppt

BTS3900A硬件结构与原理 ISSUE1 0 无线案例培训部 Page2 BTS3900A是室外分体宏基站 属于华为公司开发的第四代室外宏基站 其主要由BBU及DRFU组成 相对于以往的传统基站 其具备更简的结构和更高的集成度 内容简介 Page3 了解BTS3900A产品功能和特性掌握BTS3900A硬件结构及功能熟悉BTS3900A信号流程掌握BTS3900A典型配置和连线 培训目标 Page4 BTS3900A产品手册BTS3900A硬件描述手册BTS3900A安装指导手册 参考文献 Page5 第一章BTS3900A基本概述第二章BTS3900A硬件结构第三章BTS3900A信号流程第四章BTS3900A典型配置第五章BTS3900A设备组网 内容提要 Page6 BTS3900A在系统中的位置 MS Page7 BTS3900A的功能与特性 可与DBS3900共用BBU 支持多频段PGSM900M EGSM900 GSM1800M 支持发射分集 PBT 支持2天线接收分集 4天线接收分集 有效增强上行覆盖 支持GPRS和EGPRS 支持全向小区和扇形小区 支持小区分层 同心圆和微蜂窝等多种应用 支持星型 树型 链型 环形和混合组网等多种组网方式 支持A5 3 A5 2 A5 1加解密 支持广播短消息和点对点短消息 Page8 BTS3900A的功能与特性 支持与BTS3012组成同步基站 单机柜最大支持12载波 最大配置S4 4 4 多机柜最大支持72载波 最大配置S24 24 24 单机柜最大支持12载波 S4 4 4配置 单机柜最大支持6个小区 机柜堆叠实现S4 4 4 S4 4 4配置 单站点最大支持72载波 支持微波传输 卫星传输 光传输 BTS与BSC之间支持星型 树型 链型 环形和混合组网等多种组网方式 支持多种时钟同步方式 Page9 第一章BTS3900A基本概述第二章BTS3900A硬件结构第三章BTS3900A信号流程第四章BTS3900A典型配置第五章BTS3900A设备组网 内容提要 Page10 缩略语 Page11 BTS3900A机柜外形 机柜按IEC297标准设计 外观为白色立式机柜 由射频柜和APM30电源柜组合而成 Page12 BTS3900A典型硬件结构 机柜结构依据扩展机柜的配置不同包括 6RFU射频柜和APM30电源柜组合结构 3RFU射频柜和APM30电源柜组合结构 6RFU射频柜和APM30电源柜 APM30传输柜和APM30电池柜组合结构 Page13 BTS3900A典型硬件结构 机柜结构依据扩展机柜的配置不同包括 6RFU射频柜和APM30电源柜组合结构 3RFU射频柜和APM30电源柜组合结构 6RFU射频柜和APM30电源柜 APM30传输柜和APM30电池柜组合结构 Page14 BTS3900A典型硬件结构 机柜结构依据扩展机柜的配置不同包括 6RFU射频柜和APM30电源柜组合结构 3RFU射频柜和APM30电源柜组合结构 6RFU射频柜和APM30电源柜 APM30传输柜和APM30电池柜组合结构 Page15 BTS3900A逻辑结构 Page16 BTS3900A硬件组成 BTS3900A硬件包括 射频柜DCDU 02FAN模块FMUA单板DRFU单板射频柜蓄电池射频柜门磁传感器电源柜BBU电源框 AC DC APMI单板AFMU单板PDU单板GATM模块电源柜蓄电池加热盒传感器 Page17 BTS3900A硬件组成 Part1电源柜硬件组成Part2射频柜硬件组成 Page18 BBU逻辑结构 近端维护台 主控单元 高速接口单元 基站接口单元 时钟单元 BSC MMI Abis 外同步时钟 维护 通道 时钟 DRFU 控制通道 业务 数据通道 帧号 及时钟 CPRI BBU 监控单元 环境 监控总线 开关量告警输入 Page19 BBU硬件 BBU的典型功耗为35W BBU重量不大于12kg BBU采用盒式结构 所有对外接口均位于盒体的前面板上 BBU的单板包括 BSBC UEIU GTMU UELP 模块包括 UBFA UPEU Page20 BBU硬件 BSBC BSBC单板为BBU背板 共8个单板槽位 2个电源槽位 1个风扇槽位 提供背板接口 进行单板间的通信及电源供给 主控单板GTMU占用5 6槽位 7号槽位支持3G产品的主控单板 2G 3G共BBU时 其余为通用槽位 Page21 BBU硬件单板 GTMU BBU基本传输及控制功能实体 提供基准时钟 电源 维护接口和外部告警采集接口 控制和管理整个基站 主要功能 负责BTS的控制 维护和操作 支持故障管理 配置管理 性能管理和安全管理 支持对风扇及电源模块的监控 集中供给和管理BTS时钟 提供时钟输出 用于测试 提供网口 用于终端维护 支持4路E1输入 提供与射频模块通信的CPRI接口 Page22 BBU硬件单板 GTMU GTMU单板端口说明 Page23 BBU硬件单板 GTMU GTMU单板指示灯说明 Page24 BBU硬件单板 GTMU GTMU单板拨码开关说明 Page25 BBU硬件单板 UBFA UBFA模块为BBU风扇盒模块 与主机通信 完成温控调速 在位信息 告警上报等 UBFA模块支持热插拔 包括风扇控制单板 风扇 Page26 BBU硬件单板 UPEU UPEU模块为BBU电源模块 支持 48V直流输入 供电给BBU各单板 模块和风扇 为BBU提供环境监控信号 完成故障 在位监控 版本等信息上报 Page27 BBU硬件单板 UEIU UEIU单板为BBU环境接口单板 支持8路开关量告警输入和2路RS485环境监控信号接入 UEIU单板为选配单板 当环境接口不够用时配置该单板 Page28 BBU硬件单板 UELP UELP单板为BBUE1 T1防雷单元 每块单板实现4路E1 T1信号的防雷 UELP单板上有1个拨码开关 用于E1 T1接口匹配阻抗的选择 Page29 BBU硬件连线 BBU和DRFU BSC 配套设备之间的线缆连接关系 保护地线 48V直流电源线 E1 T1线 E1转接线 干节点告警信号线 FE接口信号线 BBU与DRFU间的CPRI接口信号线 BBU于风扇间监控信号线等 Page30 BBU硬件连线 BBU相关线缆图示 直流电源线 E1转接线 FE接口信号线 CPRI接口光纤 Page31 BBU硬件连线 BBU相关线缆图示 环境告警接入BBU监控信号线 Page32 电源框 AC DC 电源框 AC DC 用于接入外部220V交流电源 220V交流电源经过电源框内的PSU模块 AC DC 转换后形成 48VDC输出 48VDC通过电源线由电源框接线单元转接到DCDU 01模块 PMU PowerandEnvironmentMonitoringUnit 模块为电源环境监测单元 PMU模块提供电源管理 蓄电池管理功能 并采集 处理和上报各环境变量和告警量 是电源监控系统的核心部分 PSU PowerSupplyUnit 模块为电源转换模块 将220VAC转换成 48VDC 为直流配电单元提供 48VDC输入 电源框接线单元 220V 用于接入外部220V交流电源 并将PSU模块 AC DC 转换后输出的 48VDC通过电源线转接到DCDU 01模块 Page33 电源框 AC DC PMU模块 PMU模块为电源环境监测单元 配置在机柜的配电单元中PMU模块功能为 通过RS232 RS422串口与主机进行通信 提供完善的电源系统管理以及蓄电池充放电管理功能 提供水浸 烟感 门禁和备用开关量检测上报 环境温湿度 电池温度和备用模拟量上报功能 提供配电检测和上报告警功能 同时提供干结点告警上报功能 Page34 电源框 AC DC PMU模块 面板接口 Page35 电源框 AC DC PMU模块 模块指示灯 Page36 电源框 AC DC PMU模块 拨码开关 拨码开关低4位 1 2 3 4 定义PMU模块从节点地址 高4位 5 6 7 8 未定义 目前保留未用 使用主从节点协议通信时 PMU模块从节点地址 监控地址 与协议地址一致才能通信成功 可通过设置拨码开关低4位设置监控地址 第1 4位分别对应BIT0 BIT3 码开关设置 ON 为1 OFF 为0 Page37 电源框 AC DC PSU模块 PSU模块 AC DC 功能为 将220VAC转换成 48VDC 监测模块故障 输出过压 无输出 风扇故障 告警 模块保护 过温 入过欠压保护 告警以及掉电告警 监测蓄电池充放电信息 Page38 电源框 AC DC 电源框接线单元 电源框工作方式接线单元通过L线 N线接线端子接入外部电源 并通过背板输出给PSU模块 AC DC PSU模块 AC DC 将输入的交流电源转换为 48VDC PMU对PSU模块 AC DC 的工作状态进行监控 接线单元将 48VDC直流电源通过 LOAD1 LOAD2 RTN 输出 Page39 APMI单板 APMI单板 APMPowerMonitorunitInterfaceBoard 即APM30电源监控防雷转接板 位于APM30机柜左侧位置 具备以下功能 实现对APM30串口通信信号 开关量输入输出信号 环境监控信号的转接 实现对干结点输入 输出 485串口信号 与BBU主控板相连 的防护 Page40 APMI单板 单板接口 Page41 AFMU单板 AFMU单板 APMFanMonitorunitInterfaceBoard 即APM30风扇环境监控单元接口板 位于APM30机柜右侧位置 具备以下功能 通过直流电源接口为APMI AFMU单板提供直流供电 为机柜顶部的2个风扇分别提供直流供电和告警上报功能 实现内部环境温度传感器 进风口温度传感器 出风口温度传感器的告警上报功能 AFMU单板上的告警信号通过转接板信号线传输到APMI单板并最终上报到主控板 BBU Page42 AFMU单板 单板接口与指示灯 Page43 PDU模块 PDU模块为电源分配单元 可实现交流配电功能和直流配电功能 PDU模块的交流配电功能如下 提供2路最大电流为10A的交流输出 为电源柜的加热盒和电池柜的加热膜提供交流供电 提供交流输入防雷告警上报功能 PDU模块的直流配电功能如下 提供10路直流输出 满足分布式基站或分体式基站的直流配电要求 提供直流输出防雷告警上报功能 Page44 GATM模块 GATM模块为天线和塔放控制模块 GATM模块为选配模块GATM模块功能为 控制电调天线 实现TMA的馈电 上报电调天线控制告警信号 馈电电流监控功能 Page45 GATM模块 GATM面板接口 Page46 GATM模块 指示灯说明 Page47 加热盒 加热盒为电源柜或传输柜内的蓄电池在低温下保存以及工作提供合适的温度范围 当工作环境温度低于蓄电池的温度规格时 蓄电池容量将减小 需要通过加热盒使蓄电池达到最佳工作温度 技术指标如下 加热盒能使机柜温度保持在 10 以上 当柜内温度小5 时 加热器启动工作 当柜内温度大于15 时 加热器停止工作 加热盒在220V供电时 最大功耗值为300W Page48 传感器 门磁传感器门磁传感器的开关和磁铁分别安装在机柜的门框和门窗的两侧 Page49 传感器 温度传感器温度传感器包括进风口温度传感器 环境温度传感器和出风口温度传感器 Page50 BTS3900A硬件组成 Part1电源柜硬件组成Part2射频柜硬件组成 Page51 DRFU逻辑结构 DRFU模块主要完成基带信号和射频信号的调制解调 数据处理 合分路等功能 主要由如下功能模块组成 高速接口模块信号处理单元功放单元双双工单元 Page52 DRFU硬件单板 面板端口 Page53 DRFU硬件单板 面板指示灯 Page54 DRFU硬件单板 面板指示灯 Page55 DCDU 02模块 DCDU 02 DirectCurrentDistributionUnit 模块为直流配电单元 提供4路 48VDC输出DCDU 02模块功能为 接入 48VDC直流电源 为机柜内其它单板 模块提供4路 48VDC电源 实现差模10kA 共模15kA的防雷能力 提供防雷失效干节点 左半机柜内DCDU 02模块的面板外观 右半机柜内DCDU 02模块的面板外观 原理图 Page56 DCDU 02模块 面板接口 Page57 Fan模块 FAN模块为机柜提供强制通风散热 一个FAN模块内有2个独立的风扇 FAN模块功能为 为机柜提供强制通风散热 向FMUA单板上报风扇温度 转速信息 接口FAN模块面板上有1个接口 用于连接FMUA FAN监控信号线 此线缆将风扇的温度 转速信息上报给FMUA单板 同时给FAN模块内的风扇接入电源 FMUA FAN监控信号线出厂时已连接好 Page58 FMUA单板 FMUA FanEnvironmentMonitor 单板为风扇环境监控单元 FMUA单板功能为 接入 48VDC电源 并为FAN模块分配 48VDC电源 采集机柜内环境告警信息 包括温度 湿度 烟感 水浸 门磁传感器告警信息 采集直流配电单元的防雷告警信息 监控风扇的运行状态 支持温控和主控两种调速模式 支持风扇停转功能 在环境温度较低时 FMUA单板能够控制风扇停转 支持温度检测上报功能 支持RS485接口级联 扩展 FMUA间可以级联 Page59 FMUA单板 面板指示灯 Page60 FMUA单板 单板接口 Page61 射频柜蓄电池 射频柜蓄电池配置在3RFU射频柜内 为基站提供备电 选配 3RFU射频柜中支持2种规格的蓄电池 分别为 12V50Ah和 12V92Ah的蓄电池单体 组合如下 选用内置 12V50Ah蓄电池时 可通过串联各蓄电池组单体扩展至 48V50Ah 选用内置 12V92Ah蓄电池时 可通过串联各蓄电池组单体扩展至 48V92Ah Page62 射频柜门磁传感器 射频柜门磁传感器用于探测射频柜机柜门的打开与关闭状态 Page63 第一章BTS3900A基本概述第二章BTS3900A硬件结构第三章BTS3900A信号流程第四章BTS3900A典型配置第五章BTS3900A设备组网 内容提要 Page64 信号流程 BTS3900A相关信号流程包括 下行业务信号流上行业务信号流信令处理信号流 Page65 BTS3900A下行业务信号流 下行业务信号流说明如下 来自BSC的E1信号通过E1线或光纤传输到BBU模块 BBU模块接收到E1信号后 对信号进行以下处理 从E1信号中提取时钟信号 根据OML的数据对BTS系统进行配置 将E1数据以CPRI帧的格式进行封装 然后通过CPRI信号线传输至DRFU模块 DRFU模块接收到信号后 对信号进行以下处理 将高速的CPRI帧解封装 得到基带信号 将基带信号送至相关运算单元进行加密 交织等处理 将处理后的信号进行数模转换 调制为射频信号 根据自身的配置情况对射频信号进行合分路等处理 把完成合分路以后的信号通过馈线和塔顶天线发射出去 Page66 BTS3900A上行业务信号流 上行业务信号流说明如下 天馈子系统的天线接收MS发射的信号 如果选配了TMA 则经过TMA对接收信号放大 然后接收信号通过馈线被传送给DRFU模块 DRFU模块接收到上行信号 对信号进行以下处理 将来自天馈 Rx1in 或 Rx2in 的UL信号进行分路处理 将完成分路后的信号进行模数转换 得到基带信号 将基带信号送至相关运算单元进行解密 解交织等处理 将处理后的信号以CPRI帧的格式进行封装 然后通过CPRI信号线传输至BBU模块 BBU模块接收到信号后 对信号进行以下处理 将高速的CPRI帧解封装 恢复为基带信号 将基带信号以E1帧的格式进行封装 然后通过E1线或光纤将信号传输给BSC Page67 BTS3900A信令处理信号流 信令处理信号流说明如下 Abis接口接收来自BSC信令面的数据 并把这些信令数据转发给BBU模块 BBU模块对信令数据以CPRI帧的格式进行封装 并通过CPRI信号线传送给DRFU模块 DRFU模块将接收下来的CPRI信号解封装 恢复为基带信号 送至相关运算单元进行处理 DRFU模块将自身状态数据以CPRI帧的格式进行封装 并通过CPRI信号线传送给BBU模块 BBU模块对接收的CPRI信号进行解封装 恢复为基带数据 BBU模块并对基带数据进行分析和处理得出BTS的状态 然后把BTS状态通过Abis接口传送给BSC Page68 第一章BTS3900A基本概述第二章BTS3900A硬件结构第三章BTS3900A信号流程第四章BTS3900A典型配置第五章BTS3900A设备组网 内容提要 Page69 BTS3900A配置原则 BBU配置原则中继线最少原则 根据业务需求实际进行中继线配置 同时组网时尽量考虑已经启用的传输节省功能 电源板最少原则 在可能的情况下 尽量采用单电源配置方式 BBU原则不扩充BBI接口板 DRFU之间尽量采用星型方式 DRFU配置原则DRFU模块不支持S11分扇区使用 支持3模块S33应用 每个S1需要独占一个DRFU模块 不能与其它小区共用DRFU模块 S4以下单天馈 S4 S8双天馈 S8 S12三天馈 一般BTS3900A只推荐使用在S444配置及以下 发射通道不合路原则 考虑到合路存在功率损耗的问题和尽量降低基站的能耗指标 DRFU尽量选择不合路配置 Page70 BTS3900A配置原则 奇偶奇站型 当中间偶数配置为S4 S8时 站型配双 其它站型配单 配双站型如下 S3 4 3 S3 4 5 S5 4 3 S3 4 7 S7 4 3 S5 4 5 S5 4 7 S7 4 5 S7 4 7 S3 8 3 S3 8 5 S3 8 7 S5 8 3 S5 8 5 S5 8 7 S7 8 3 S7 8 5 S7 8 7 除去配双的奇偶奇站型 其它情况下 DRFU的数量 S1小区的数量 站点载波数 S1小区数量 2向上取整 例如 S1 1 1 DRFU 3 S3 3 3 DRFU roundup 9 2 5 S1 2 3 DRFU 1 roundup 6 1 2 4 S1 1 3 DRFU 2 roundup 5 2 2 4 双天馈时的载波拆分原则如下 S5 S3 S2或S5 S2 S3 S6 S4 S2或S6 S3 S3 S7 S4 S3或S7 S3 S4 S8 S4 S4 使拆分后奇数小区与奇数小区相邻 例如 S3 5 4 S5拆分成S3 S2 形成S3 3 2 4 S2 5 5 第一个S5拆分成S2 S3 第二个S5拆分成S3 S2 形成S2 2 3 3 2 Page71 DRFU单板内部结构示意图 DRFU内部集成了2个载频 2个双工器 支持天馈直出 DRFU的RX IN RXOUT接口支持2个DRFU接收分路的互连 用于实现跨DRFU的主分集接收 Page72 DRFU收发天馈配置 单天馈载频单集发射 单集接收 单天馈双接收DRFU单个天馈发射 主分集接收 双天馈DRFU两个收发天馈 主分集接收 双天馈四接收每个DRFU配置两个收发天馈 可以配置两个DRFU双拼实现载波的四路分集接收 Page73 DRFU单板发射模式和接收模式 DRFU发射模式发射合路或独立PBT发分集DRFU接收模式主分集接收四路分集接收 Page74 DRFU单板发射模式 发射合路或独立 发射独立发射合路 Page75 DRFU单板发射模式 PBT模式 PBT模式下 DRFU工作于单载波模式 PBT模式下 下行信号从通道1发射 Page76 DRFU单板发射模式 发分集模式 发分集模式下 DRFU工作于单载波模式 发分集模式可以基站提高下行信号的质量 发分集模式下 同一个载波的下行信号从通道1和通道2进行2路发射 InterfaceProcessingUnit DUP DUP CPRI0 CPRI