HUAWEI GSM BTS3900硬件结构与原理(动画版)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,无线培训基地,HUAWEI GSM BTS3900,硬件结构与原理,了解,BTS3900,产品功能特点和系统结构,掌握,BTS3900,硬件结构及功能,掌握,BTS3900,设备射频组网模式,培训目标,结构简洁，多制式融合,BTS3900和BTS3900A基站仅有两种根本功能模块，减少了备件数量，降低了维护本钱。根本功能模块结合设备机柜可以形成分体式安装、堆叠安装等多种安装方式。BTS3900和BTS3900A基站支持不同制式的模块共用机柜、共享传输、共享网管，实现多种制式的融合。,宽带业务，提高用户体验,BTS3900和BTS3900A基站的基带处理能力大大增强、内部带宽大大扩展，可以在空口支持所有时隙级的MCS-9业务。Abis接口支持IP传输，传输带宽得到极大扩展，用户的宽带业务体验得到保障。,产品特点,绿色基站，节省能耗,BTS3900和BTS3900A基站通过引入多载波功放等硬件设计技术和一系列软件省功耗技术，可以大幅降低基站的能耗，构建绿色通信网络。,平滑演进，节省CAPEX,BTS3900和BTS3900A基站可以平滑演进以支持EDGE+，演进过程中所有硬件设备都可得到重用。BTS3900和BTS3900A基站可以通过增加其它制式的射频模块平滑演进支持多种制式，节省运营商的建设本钱。,产品特点,BTS3900在系统中的位置,PSTN ISDN PSPDN,Um Interface,BTS3900,BTS3900,BTS3900,BTS3900,OMC,HLR/AUC/EIR,BSC,MSC/VLR,SMC/VM,A,Interface,MAP,MAP,TUP,ISUP,MS,MS,MS,MS: Mobile Station,BTS: Base Transceiver Station,BSC: Base Station Controller,HLR: Home Location Register,AUC: Authentication Center,EIR: Equipment Identity Register,MSC: Mobile Switching Center,VLR: Visitor Location Register,SMC: Short Message Center,VM: Voice Mailbox,OMC: Operation and Maintenance Center,DBS,：,Distributed Base Station,BTS3900的概述,BTS3900和BTS3900A基站采用模块化设计，根本功能模块只有两种：基带控制单元BBU3900和射频模块RFU(Radio Frequency Unit)，BBU3900与RFU之间通过高速率的CPRI接口进行通信。可通过选配GATM(GSM Antenna and TMA Control module)模块支持对塔放和电调天线的控制功能，满足不同应用场景的需求。,BTS3900的概述,BTS3900的设备机柜为室内宏机柜，BTS3900A的设备机柜包括了室外射频柜RFCRadio Frequency Cabinet、一体化备电系统APM30H(Advanced Power Module)、电池柜IBBS200D/IBBS200T(Integrated Backup Battery System),和传输柜TMC11H(Transmission Cabinet)。,BTS3900 机柜支持三种不同的输入电源：,-48V DC、+24V DC、220V AC。,支持不同输入电源的机柜的结构互有差异，,主要差异在配电局部。,BTS3900的概述,BTS3900(-48V),机柜包括：,DRFU,模块或,GRFU,模块、,BBU,、,GATM,模块、,DCDU-01,模块和,FAN,模块，其中,GATM,模块为选配模块。,BTS3900(+24V),单机柜典型配置,BTS3900的概述,BTS3900(+24V),双机柜典型配置,BTS3900的概述,采用华为无线统一的基站平台，可实现2G 向3G 的平滑演进。,硬件已支持Abis IP/FE 接口，将来只需软件升级就可支持Abis over IP。,主控局部与DBS3900 共用BBU 插框，可减少备件，降低本钱。,体积小，安装灵活，维护方便，运维本钱低。,支持多频段PGSM900M、EGSM900、GSM1800M。,支持发射分集GRFU 不支持、PBTGRFU 不支持。,支持2 天线接收分集、4 天线接收分集GRFU 不支持，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。,支持播送短消息和点对点短消息。,支持和BTS3X、BTS3012 系列基站和分布式基站DBS3900 的混合组网。,配置DRFU 模块，单机柜最大支持12 载波，最大配置S4/4/4，单站点最大支持36,载波，最大配置S12/12/12。,配置GRFU 模块，单机柜最大支持36 载波，最大配置S12/12/12，单站点最大支持,72 载波，最大配置S24/24/24。,BTS3900,逻辑结构,BBU3900,物理接口,单板名称,接口,说明,GTMU,CPRI,与射频模块间的通信接口（,6,个）,E1/T1,4,路,E1/T1,接口,ETH,近端维护和调试接口,FE0,Abis IP,传输电接口,FE1,Abis IP,传输光接口,TST,时钟测试接口,USB,采用,U,盘自动进行软件升级,EXT,预留,UPEU,PWR,电源接口,MON0,1,路,RS485,信号接口,MON1,1,路,RS485,信号接口,EXT-ALM0,4,路干结点信号接口,EXT-ALM1,4,路干结点信号接口,BBU3900,主要单板和模块包括,：主控传输单板,GTMU,、风扇模块和电源模块,UPEU,。,BBU3900,选配单板包括：,通用星卡时钟单元,USCU,、环境监控接口板,UEIU,。,BBU3900选配单板物理接口,单板名称,接口,说明,UEIU,MON0,1,路,RS485,信号接口,MON1,1,路,RS485,信号接口,EXT-ALM0,4,路干结点信号接口,EXT-ALM1,4,路干结点信号接口,USCU,GPS,GPS,信号接口,RGPS,RGPS,信号接口,BITS,接入,BITS,时钟信号，支持,2.048M,和,10M,时钟参考源自适应输入,TOD0,接收或发送,1PPS+TOD,信号,TOD1,接收或发送,1PPS+TOD,信号，接收,M1000,的,TOD,信号,M-1PPS,接收,M1000,的,1PPS,信号,DRFU,物理接口,接口,说明,ANT1,天馈口，用于连接天馈系统,ANT2,CPRI0,在级联时用于连接下级,RFU,CPRI1,用于连接,BBU,，在级联时用于连接上级,RFU,PWR,电源接口,RX1 in,天馈通道,1,的分集接收接口,RX1 out,天馈通道,1,的分集输出接口,RX2 in,天馈通道,2,的分集接收接口,RX2 out,天馈通道,2,的分集输出接口,GRFU,物理接口,接口,说明,ANT_TX/RXA,天馈口，用于连接天馈系统,ANT_ RXB,CPRI0,用于连接,BBU,，或在级联时用于连接上级,RFU,CPRI1,在级联时用于连接下级,RFU,MON,监控接口,PWR,电源接口,RX_INB,天馈通道的分集接收输入接口,RX_OUTA,天馈通道的主集接收输出接口,BTS3900,的配电模式,-48V DC,单机柜配电原理：当外部输入电源为,-48V DC,时，不需要额外准备电源系统。,外部,-48V,电源直接接在,DCDU-01,模块的电源输入端子上，由,DCDU-01,模块将,-48V DC,分配到负载上。,BTS3900,的配电模式,220V AC 单机柜配电原理：当外部输入电源为220V AC 时，机柜内配置有电源框(AC/DC)。外部220V AC 电源引入电源框(AC/DC)，电源框(AC/DC)将输入电压转换为-48VDC 后传输至DCDU-01 模块，由DCDU-01 模块将-48V DC,分配到负载上,。,BBU3900的功能与特性,BBU3900是基带控制单元，完成基站与BSC之间的交互功能。,BBU3900的主要功能包括：,实现基站与BSC之间的信号交互；,提供系统时钟；,集中管理整个基站系统，包括操作维护和信令处理；,提供与LMT或M2000连接的维护通道。,BBU3900的功能与特性,监控系统组成示意图,BTS3900,监控信号说明,监控系统功能,BTS3900/BTS3900A,时钟源,BTS3900/BTS3900A,支持,2,种时钟源：线路时钟和自由振荡时钟。,线路时钟,BBU3900,可以直接从,E1/T1,等接口提取时钟，在时钟模块进行分频、锁相和相位调整，可以输出精确的,2MHz,和,8kHz,时钟作为,BTS3900/BTS3900A,内部的帧同步和比特同步时钟。,自由振荡时钟,在失去外部时钟情况下，,BBU3900,的,GTMU,板上的,OCXO(,恒温晶振,),可以提供,13MHz,的时钟保证基站正常运行。,BTS3900/BTS3900A,信号流,BTS3900/BTS3900A,的信号流包括下行业务信号流、上行业务信号流和信令处理信号流。,下行业务信号流,下行业务信号流是指由从,BSC,经过,BTS3900/BTS3900A,流向,MS,的用户面数据。在,BTS3900/BTS3900A,内部，下行业务信号主要由,BBU,模块和,RFU,模块共同完成处理。,BTS3900/BTS3900A,信号流,下行业务信号流说明,1.,来自,BSC,的,E1,信号通过,E1,线或光纤传输到,BBU,模块。,2. BBU,模块接收到,E1,信号后，对信号进行以下处理。,(1),从,E1,信号中提取时钟信号。,(2),根据,OML,的数据对,BTS,系统进行配置。,(3),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,RFU,模块。,3. RFU,模块接收到信号后，对信号进行以下处理。,(1),将高速的,CPRI,帧解封装，得到基带信号。,(2),将基带信号送至相关运算单元进行加密、交织等处理。,(3),将处理后的信号进行数模转换，调制为射频信号。,(4),根据自身的配置情况对射频信号进行合分路等处理。,(5),把完成合分路以后的信号通过馈线和塔顶天线发射出去。,BTS3900/BTS3900A,信号流,上行业务信号流,上行业务信号流是下行业务信号流的逆过程，是指从,MS,经过,BTS3900/BTS3900A,流向,BSC,的用户面数据。在,BTS3900/BTS3900A,内部，上行业务信号主要由,RFU,模块和,BBU,模块共同完成处理。,BTS3900/BTS3900A,信号流,上行业务信号流说明,1. 天馈子系统的天线接收MS 发射的信号，如果选配了TMA，那么经过TMA 对接收信号放大，然后接收信号通过馈线被传送给RFU 模块。,2. RFU 模块接收到上行信号，对信号进行以下处理。,(1) 将来自天馈、“Rx1 in或“Rx2 in的UL 信号进行分路处理。,(2) 将完成分路后的信号进行模数转换，得到基带信号。,(3) 将基带信号送至相关运算单元进行解密、解交织等处理。,(4) 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。,3. BBU 模块接收到信号后，对信号进行以下处理。,(1) 将高速的CPRI 帧解封装，恢复为基带信号。,(2) 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。,信令处理信号流,BTS3900/BTS3900A,信令主要是指,Abis,接口的信令。信令处理在,BBU,模块控制下，由,BBU,模块、,RFU,模块共同完成。,信令处理信号流,信令处理信号流说明,1.,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。,2. 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,RFU,模块。,3. RFU,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。,4. RFU,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。,5. BBU,模块对接收的,CPRI,信号进行解封装，恢复为基带数据。,6. 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,。,BTS3900/BTS3900A 配置原那么,BTS3900/BTS3900A,采用,RFU,载频模块。选配,DRFU,模块，单机柜最多可提供,12,载波，最大配置,S4/4/4,。选配,GRFU,模块，单机柜最多可提供,36,载波，最大配置,S12/12/12,。,BTS3900/BTS3900A,的配置对象包括：天馈系统，,RFU,模块和,BBU,。,BTS3900/BTS3900A 配置原那么,根本配置原那么,配置平滑升级原那么。当多个硬件配置方式都可以实现所需的网规配置参数时，选择平滑升级的方案。,DRFU 模块最大支持2 个载波，主要适用于中小容量的应用场景；GRFU 模块最大可支持6 个载波，主要适用于大容量的应用场景。DRFU 和GRFU 可以混合使用到一个机柜或者一个小区，可以进行灵活扩容。,广覆盖原那么。DRFU 支持一些特殊广覆盖场合，可启用PBT、发射分集、四接收分集的配置。,BTS3900/BTS3900A 配置原那么,天馈配置原那么,一副双极化天线最多可与2 个RFU 配合使用。,GSM 默认采用接收分集配置，即一个小区内，至少需配置2 根馈线(2 副单极化天线或1 副双极化天线)。,基站的每个扇区都按照最小数量配置天线数量。,双天线接收分集情况下每扇区对应2 个天馈通道，四天线接收分集为每扇区4 个天馈通道。,射频配置原那么DRFU 端口配置原那么,ANT1、ANT2 接口都是双工器发射端口，与跳线相连。,Rx1 in、Rx1 out、Rx2in、Rx2 out 用于DRFU模块之间的接收信号互联。当DRFU 的2 个载波属于相同的小区时，Rx1 in、Rx2 in 都可作为2 个载波的分集接收输入口；当DRFU 的2 个载波分属于不同小区时，Rx1 in作为载波1 的分集接收输入口，Rx2 in作为载波2 的分集接收输入口。,CPRI_0、CPRI_1 是高速电缆接口，CPRI_1 接口与BBU 的CPRI 接口相连或者级联时与上级RFU 相连，CPRI_0 接口级联时与下级RFU 相连。,举例：在S3/3 配置中，需配置3个DRFU 模块。其中中间的DRFU 模块的2 个载波分属于不同的小区。即中间的DRFU 模块的Rx1 in 是载波1 的分集接收输入口(载波1 的主集接收输入口为ANT1)，属于第一小区；Rx2 in 是载波2 的分集接收输入口(载波2 的主集接收输入口为ANT2)，属于第二小区。,BTS3900/BTS3900A 配置原那么,射频配置原那么GRFU 端口配置原那么,ANT_TX/RXA 接口是接收发送端口、ANT_ RXB接口是接收端口，与跳线相连。,RX_INB、RX_OUTA 用于GRFU 模块之间的接收信号互联。,CPRI_0、CPRI_1 是高速电缆接口，CPRI_0 接口与BBU 的CPRI 接口相连或者级联时与上级RFU 相连，CPRI_1 接口级联时与下级RFU 相连。,BTS3900/BTS3900A 配置原那么,BTS3900/BTS3900A 配置原那么,BTS3900/BTS3900A 配置原那么,BTS3900/BTS3900A 配置原那么,BTS3900/BTS3900A 配置原那么,DRFU 双频配置原那么,双频站点配置的DRFU数量小于等于6，那么将两个频段放在同一个机柜内。如果两个频段,DRFU 数量均不大于3，那么900M DRFU 放在机柜左边3 个槽位，1800M DRFU 放在机柜右边3 个槽位。,双频站点配置为2 个射频柜时，如果每个频段DRFU 数量不大于6，那么900M DRFU 放在第一机柜，第1800M DRFU 放在第二个机柜，两个机柜中DRFU 均按照S4/4/4 典型槽位放置。假设其中一个频段DRFU数量大于6，那么DRFU少的频段与另一频段DRFU 共用机柜，DRFU不混插。,BTS3900/BTS3900A 配置原那么,DRFU 和GRFU 混合组网配置原那么,DRFU 和GRFU 同扇区混合组网的配置原那么在配双模式下，1 个DRFU 模块的两个载波只属于一个扇区，不能跨两个扇区：,主BCCH 由GRFU 承载。,满足机顶输出功率和载波数的情况时，配置S4以上时，配置单个DRFU 优先只配置一个载波，配置两个DRFU优先使用一个DRFU。,同一小区的DRFU 和GRFU 发射功率一致，差异不要超过0.5dB。,DRFU 和GRFU 配置在同一小区时，不支持4分集接收和发射分集。,新建站不推荐同小区混合组网。,BBU 配置原那么,一个,BBU,支持,6,个,CPRI,接口。单,BBU,可最大支持,72,载波。,BBU 配置原那么,BBU 内单板配置原那么,GTMU单板硬件,BBU根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、性能管理和平安管理。,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。,GTMU单板硬件接口,单板名称,接口,说明,GTMU,CPRI,与射频模块间的通信接口（,6,个）,E1/T1,4,路,E1/T1,接口,ETH,近端维护和调试接口,FE0,Abis IP,传输电接口,FE1,Abis IP,传输光接口,TST,时钟测试接口,USB,采用,U,盘自动进行软件升级,EXT,预留,GTMU单板指示灯,指示灯,颜色,状态,说明,RUN,绿色,常亮,单板存在故障。,绿色,常灭,无电源输入或单板处于故障状态。,绿色,慢闪（,1s,亮，,1s,灭）,单板正常运行。,绿色,慢闪（,2s,亮，,2s,灭）,OML,链路不正常。,绿色,快闪（,0.125s,亮，,0.125s,灭）,单板处于加载状态。,ALM,红色,常亮,告警状态，运行中存在故障。,常灭,无故障。,ACT,绿色,常亮,单板正常运行。,常灭,单板故障。,LIU0LIU3,绿色,常亮,E1/T1,近端告警。,快闪（,0.125s,亮，,0.125s,灭）,E1/T1,远端告警。,常灭,该链路没有使用或告警消失。,CPRI0CPRI5,绿色,常亮,CPRI,链路正常。,红色,常亮,光模块接收异常告警。,GTMU单板硬件,GTMU,单板拨码开关说明,拨码开关,拨码状态,说明,1,2,SW1,ON,ON,E1,阻抗选择,75,OFF,ON,E1,阻抗选择,120,ON,OFF,T1,阻抗选择,100,拨码开关,拨码状态,说明,1,2,3,4,SW2,ON,ON,ON,ON,E1,传输接地,OFF,OFF,OFF,OFF,E1,传输不接地,拨码,开关,拨码状态,说明,1,2,3,4,SW4,ON,ON,ON,ON,支持,E1,旁路,OFF,OFF,OFF,OFF,不支持,E1,旁路,拨码开关,拨码状态,说明,1,2,3,4,SW5,ON,ON,ON,ON,不支持,E1,旁路,OFF,ON,ON,OFF,支持,1,级级联基站,E1,旁路,ON,OFF,ON,OFF,支持,2,级级联基站,E1,旁路,OFF,OFF,ON,OFF,支持,3,级级联基站,E1,旁路,ON,ON,OFF,OFF,支持,4,级级联基站,E1,旁路,OFF,ON,OFF,OFF,支持,5,级级联基站,E1,旁路,UPEU模块硬件,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。,接口名称,接口,类型,接口说明,MON0,RJ45,连接器,将外部采集的环境监控信号以,RS485,通信协议的方式与,GTMU,单板进行通信，包括监控信号的输入、输出。,MON1,RJ45,连接器,将外部采集的环境监控信号以,RS485,通信协议的方式与,GTMU,单板进行通信，包括监控信号的输入、输出。,EXT-ALM0,RJ45,连接器,将外部采集的环境监控信号以干节点通信协议的形式传给,GTMU,单板。,EXT-ALM1,RJ45,连接器,将外部采集的环境监控信号以干节点通信协议的形式传给,GTMU,单板。,PWR,3V3,电源连接器,-48V,电源输入。,UEIU单板硬件,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 。,接口名称,接口类型,接口说明,MON0,RJ45,连接器,将外部采集的环境监控信号以,RS485,通信协议的方式与,GTMU,单板进行通信，包括监控信号的输入、输出。,MON1,RJ45,连接器,将外部采集的环境监控信号以,RS485,通信协议的方式与,GTMU,单板进行通信，包括监控信号的输入、输出。,EXT-ALM0,RJ45,连接器,将外部采集的环境监控信号以干节点通信协议的形式传给,GTMU,单板。,EXT-ALM1,RJ45,连接器,将外部采集的环境监控信号以干节点通信协议的形式传给,GTMU,单板。,UELP单板硬件,UELP,单板为,BBU E1/T1,防雷单元，每块单板实现,4,路,E1/T1,信号的防雷,。,接口,类型,对应线缆,说明,INSIDE,DB25,公型连接器,BBU E1,转接线,4E1/T1,传输输入、输出,OUTSIDE,DB26,公型连接器,BBU E1/T1,线,4E1/T1,传输输入、输出,拨码开关,拨码状态,说明,1,2,3,4,SW1,OFF,OFF,OFF,OFF,双绞线（,100 T1,或者,120 E1,）,ON,OFF,ON,OFF,同轴电缆（,75 E1,）,UELP,单板上有,1,个拨码开关，用于,E1/T1,接口匹配阻抗的选择。,DRFU,射频连接方式,S1,发不分集，,S1,发分集，,S2,发不分集均采用,1,个,DRFU,模块、,1,副双极化,天线配置,DRFU,射频连接方式,S1(,发不分集,/,发分集,)/S2(,发不分集,),射频配线,DRFU,射频连接方式,S2 PBT,，,S3,发不分集，,S4,发不分集均采用,2,个,DRFU,模块、,1,副双极化天线配置，,DRFU,射频连接方式,S2(PBT)/S3(,发不分集,)/S4(,发不分集,),射频配线,S2 四接收分集采用2 个DRFU 模块、2 副双极化天线配置其配置方式为：,接收模式选择“四接收分集,天馈模式选择“双天馈四接收,DRFU,射频连接方式,S2,发分集，,S4,发射独立均采用,2,个,DRFU,模块、,2,副双极化天线配置,DRFU,射频连接方式,S2(,发分集,)/S4(,发射独立,),射频配线,DRFU,射频连接方式,S5,发不分集，,S6,发不分集均采用,3,个,DRFU,模块、,2,副双极化天线配置,DRFU,射频连接方式,S5(,发不分集,)/S6(,发不分集,),射频配线,DRFU,射频连接方式,S7,发不分集，,S8,发不分集均采用,4,个,DRFU,模块、,2,副双极化天线配置,DRFU,射频连接方式,S7(,发不分集,)/S8(,发不分集,),射频配线,DRFU,射频连接方式,小区单模块配置,S3,S6,小区配置双极化天线时，采用一发二收配置，,ANT_TX/RXA,口实现发送的功能，,ANT_RXB,和,ANT_TX/RXA,两个天馈口同时接收来自天线的信号，实现接收分集。,GRFU,射频连接方式,小区双模块配置,S7,S12,小区配置在,S7,以下时，由于机顶功率或者频点受限需要配置,2,个,GRFU,模块。,小区配置为,S7,S12,需要配置,2,个,GRFU,模块。,每个模块的,ANT_TX/RXA,口实现收发双工，,2,个模块之间通过射频互联口互相提供接收信号，实现接收分集。,GRFU,射频连接方式,单天馈并模块,单天馈并模块时，,DRFU,支持,1,2,载波，两载波时需要配置成合路模式，单载波时配置成独立发射模式，,GRFU,最大支持,6,载波。,DRFU,和,GRFU,混合组网,双天馈1DRFU+1GRFU,双天馈1DRFU+1GRFU模式下，DRFU 可以支持1 2 载波，GRFU 最大支持6 载波。,DRFU,和,GRFU,混合组网,双天馈2DRFU+1GRFU,双天馈2DRFU+1GRFU模式下，DRFU 可以支持2 4 载波，GRFU 最大支持6 载波。,DRFU,和,GRFU,混合组网,THANK YOU,！,