베이스 스테이션이란 무엇입니까?

기지국과 휴대폰에서 방출되는 전자파는 공기와도 같아서 우리 주변을 가득 채웁니다.

휴대 전화는 누구나 알고 있지만 배후의 영웅 인 기지국은 거의 모든 곳에서 볼 수 있지만 대부분의 사람들은 이해하지 못합니다.

기지국이란 무엇이며 기지국은 어떻게 작동합니까? 이 문서를 읽은 후 다음 질문에 대한 기본적인 이해가 있을 수 있습니다.

① 기지국은 어떻게 작동합니까?

② 기지국 방사선은 해로운가?

③ 친구들에게 기지국이 무엇인지 설명하는 방법은 무엇입니까?

안녕하세요, 베이스 스테이션이라고 불러주세요.

 

안녕하세요 여러분, 제 이름은 기지국입니다. 인정하든 말든 내 존재는 물과 전기만큼 중요하다. 내가 내보내는 전자파는 공기처럼 너를 감싸고 있어.

내 존재의 의미는 신호를 구석구석 빠르고 안정적으로 전파하여 귀하의 휴대 전화를 전 세계와 연결하는 것입니다. 수년 동안 나는 내 업적과 명성을 숨기고 무대와 스포트라이트를 나의 가까운 파트너인 휴대폰에 맡기고 묵묵히 일해 왔다. 하지만 새로운 것에 대한 낯설음은 늘 두려움을 불러일으키고, '방사능'은 내 머리 위에 드리워진 끝없는 안개와도 같다. 한편으로는 좋은 휴대폰 신호에 대한 강한 요구가 있고, 다른 한편으로는 기지국에서 나오는 방사능에 대한 본능적인 두려움이 있습니다. 우리는 이 모순에 사로잡혀 있습니다. 신호가 좋지 않으면 꾸짖을 것입니다. 신호가 좋은데 나를 보면 무섭다.

나는 기지국, 일반적으로 "공중 이동 통신 기지국", 또는 줄여서 BS를 의미하며 기지국은 휴대 전화에 신호를 제공합니다.

기지국 소개

 

대부분의 사람들은 높은 철탑이 내가 가진 전부라고 생각하고 탑 꼭대기에서 나오는 격렬한 방사선이 쏟아지는 폭우와 같아서 사람들이 우울하게 겁에 질려 도망가는 것과 같다고 생각합니다.

그림 1: 기지국 타워 및 안테나

위의 물건은 기지국의 일부인 철탑과 안테나입니다. 베이스 스테이션에는 이러한 보이는 부분 외에도 보이지 않는 많은 부분이 포함되어 있습니다.

일반적으로 다음과 같은 주요 부분으로 구성됩니다.

그림 2: 베이스 스테이션의 주요 구성 요소

안테나 피더 시스템: 안테나 및 피더를 포함한 신호 송수신을 담당합니다. RF 유닛: 나의 가장 중요한 부분인 신호 생성 및 추출을 담당합니다. 베이스밴드 유닛: 모든 구성 요소의 핵심인 정보 처리를 담당합니다. 보조 시스템: 철탑, 전산실, 전원 공급 장치 에어컨 및 기타 장비를 포함하여 위에서 언급한 시스템에 대한 지원을 제공합니다. 2G와 3G 시대에 기지국은 두 개의 레이어.

아래 그림과 같이.

그림3: XNUMX계층 베이스 스테이션

4G LTE 시대에는 두 레이어가 한 레이어로 축소되어 별도의 레이어가 됩니다. eNodeB.

그림4: XNUMX계층 기지국 시스템

eNodeB를 예로 들면 일반적으로 다음 구성 요소가 포함됩니다.

그림5: eNodeB의 구성 요소

안테나 피더 시스템: 신호는 어떻게 전송됩니까?

대부분의 기지국은 특별한 타워가 필요하지 않으며 기존 지붕에 직접 건설할 수 있습니다.

일반적으로 안테나인 지붕 위에는 판 모양의 물체가 일렬로 세워져 있고 약간 아래로 기울어져 있는 것을 볼 수 있다. 집이 적으면 기지국을 걸기 위해 통신탑을 특별히 짓는다. 탑의 꼭대기에는 환하게 빛나는 직사각형 판 모양의 원형이 있는데 그것이 바로 안테나입니다.

그림 6 : 기지국 통신탑

안테나는 신호를 보내고 받는 데 사용됩니다. 무선 주파수 장치에서 보낸 신호를 올바른 방향으로 집중시켜 휴대폰으로 보낼 수 있습니다. 신호에 의해 형성된 전자기 빔을 사용하여 휴대폰과 함께 이동하고 손전등 빔처럼 정확하게 발사할 수 있습니다.

또한 휴대폰의 미약한 신호를 감지하고 수신하여 이러한 신호를 수집하여 무선 주파수 장치로 보내 정보를 추출할 수 있습니다.

일반적으로 기지국에는 120개의 안테나가 포함되어 있으며 각 안테나는 주변 360도 방향으로 신호를 전송하여 함께 XNUMX도 끊김 없는 커버리지를 제공할 수 있습니다.

안테나 바닥을 주의 깊게 살펴보면 아래쪽으로 뻗은 가는 검은색 전선 가닥이 있음을 알 수 있습니다. 이 케이블은 무선 주파수 장치를 연결하고 안테나에 전자파를 전송하는 데 사용되는 피더입니다. 안테나와 함께 안테나 피더 시스템을 형성합니다.

일부는 아래와 같이 에어컨으로 미화됩니다.

그림7: 에어컨 모양의 베이스 스테이션

이를 조경수라고 하며 일반적으로 공원이나 숲 등의 씬에 많이 사용됩니다.

그림 8: 트리 기지국

농촌, 고속도로, 고속철도, 명승지의 기지국은 기본적으로 대중에게 잘 알려진 철탑입니다. 타워는 일반적으로 더 먼 곳을 덮기 위해 더 높게 지어집니다.

그림9: 타워 기지국

도시에서 가장 많이 사용되는 미화 커버는 지붕 위의 에어컨처럼 보입니다.

스포트라이트 안테나는 주로 주거용 건물의 지붕에 설치되는 주거 지역에서 가장 널리 사용됩니다. 전등갓처럼 보이지만 실제로는 주로 커뮤니티 주민들에게 서비스를 제공하는 안테나입니다.

그림 10: 갓 모양의 안테나

안테나 타워 외에도 기지국은 뚜껑이 될 수도 있습니다.

조경수, 조경 덮개, 스포트라이트 및 기타 안테나를 사용하는 이유는 무엇입니까? 하나는 도시의 아름다움을 위한 것으로, 주변 건물들과 더 조화롭게 보입니다. 두 번째는 불만과 분쟁을 줄이는 것입니다. 신호가 있는 곳에 방사능이 있고 방사능이 있는 곳에 분쟁이 있다.

무선 주파수 장치: 방사선의 "모든 악의 근원"

안테나와 연결된 급전선을 따라 쭉 내려가면 곧 안테나 뒤에 숨어있는 은색 상자, 바로 RF(Radio Frequency) 유닛이다.

그림 11: RF 장치

RRU(원격 무선 장치)는 "원격 무선 주파수 장치"를 의미합니다. 중국의 많은 사람들은 RRU라고 부르기를 좋아하지만 RRH, RFU라고 부르는 회사도 많습니다. 사실, 그것들은 모두 동일하거나 유사한 것을 의미합니다.

"원격"이라는 단어를 사용하는 이유는 무엇입니까? 무선 주파수 장치와 베이스밴드 장치(후술)가 함께 작동하기 때문에 베이스밴드 장치는 타워 아래의 기계실에 있는 반면 라디오 주파수 장치는 타워에 높게 걸려 있고 둘은 멀리 떨어져 있습니다.

무선 주파수 장치(RRU)는 주로 무선 신호의 생성 및 추출을 담당합니다.

신호의 생성은 보낼 정보를 전자기파로 변환한 다음 피더를 통해 안테나로 전달한 다음 공중으로 발사할 수 있습니다.

신호 추출은 안테나에 수신된 여러 개의 약한 휴대폰 신호를 결합하여 다양한 방법을 통해 간섭의 영향을 제거하고 그로부터 유용한 정보를 추출한 다음 처리를 위해 베이스밴드 장치로 전송하는 것입니다.

RRU는 2G, 3G, 4G 및 5G 신호 전송을 담당하는 여러 모듈로 나눌 수 있습니다. 이렇게 높고 큰 철탑에서 이렇게 많은 신호를 보내면 위력이 매우 높아야 한다고 생각하시는 분들이 많으시죠? 실제로 RRU의 최대 전송 전력은 160와트입니다. 이것은 정상적인 상황에서의 값이 아닌 피크 값이며 유휴 시간 동안 전송되는 신호 강도는 훨씬 더 작습니다. 덜 무섭게 들리나요? 결국 집에 있는 전자레인지는 1000와트의 전력에 쉽게 도달할 수 있습니다.

어떤 사람들은 소위 방사선 때문에 기지국에 저항합니다. 자, 오늘 방사능 문제에 대해 이야기해 봅시다. 2G에서 5G에 이르기까지 우리의 기술은 점점 더 고도화되고 사용 가능한 주파수는 점점 높아지고 있지만 기지국의 방사능은 지속적으로 감소하고 있습니다. 왜, 베이스 스테이션이 더 작아졌기 때문입니다.

2G 시대에 우리 기지국은 거대하고 이렇게 생겼습니다.

그림12: 2G 시대의 기지국

왜 그렇게 큰가요? 이 기지국은 10km 이내의 모든 신호를 커버해야 하고 신호 송신기의 전력이 매우 커야 하기 때문입니다.

하지만 5G 시대에는 그렇지 않습니다. 기지국이 제어하는 ​​범위는 100-300m에 불과하고 주파수가 너무 높고 파장이 너무 짧으며 회절 능력이 부족하여 더 큰 기지국을 구축하는 것은 쓸모가 없습니다. 전력이 높든 낮든 상관없이 커버리지 영역은 영향을 받지 않으므로 각 기지국은 매우 작은 크기로 구축됩니다.

Ren Zhengfei는 언론과의 인터뷰에서 다음과 같이 말했습니다.

“5G 기지국의 무게는 20kg에 불과해 문서를 실을 수 있는 여행가방 정도입니다. 우리는 탑 모양의 스테이션이 필요하지 않습니다. 기둥에 설치하거나 마음대로 벽에 걸 수 있습니다. 우리는 수십 년 동안 부식되지 않는 내부식성 재료를 가지고 있으므로 5G를 폐기할 수 있습니다.”

5G 기지국은 이 크기에 불과하며 라우터와 매우 흡사합니다.

그림13: 5G 기지국

이 5G 기지국의 전력은 불과 10와트에 불과해 그 가전제품은커녕 전구만큼의 전력도 아니다.

전력이 없으면 사실상 방사선이 없습니다. 중국은 통신 기지국의 전력에 대해 매우 엄격한 기준을 설정하여 미국 및 EU 표준보다 훨씬 높은 제곱센티미터당 40마이크로와트에 불과한 반면 미국 표준은 600배 높은 15마이크로와트입니다.

우리가 일반적으로 사용하는 헤어드라이어의 방사능은 약 100마이크로와트/제곱센티미터입니다. 집에 있는 무선 라우터가 약 60미터 떨어져 있을 때 방사능은 평방 센티미터당 약 XNUMX마이크로와트입니다.

인덕션 밥솥이 더 무섭습니다. 인덕션 쿠커에서 약 0.5m 떨어져 있을 때 생성되는 방사선의 양은 제곱센티미터당 무려 580마이크로와트입니다. 미국인들이 방사선 기준을 600마이크로와트로 설정한 이유는 미국인들이 특히 인덕션 쿠커로 요리하는 것을 좋아하기 때문일 수 있습니다.

실제로 전자제품과의 거리가 멀어지면 방사선량은 급격히 줄어들고, 30센티미터 거리를 두면 방사선량은 XNUMX배 줄어듭니다.

따라서 이마에 가까이 있는 휴대폰에서 받는 방사선량은 기지국보다 훨씬 클 것입니다. 휴대 전화의 전력은 실제로 매우 낮지 만 너무 가까이 있으면 그렇지 않습니다.

그건 그렇고, 기지국 신호가 약할 때 휴대폰은 신호를 포착하기 위해 자동으로 안테나 전송 전력을 증가시키고 사용자에 대한 방사선은 평방 센티미터당 50마이크로와트에 도달할 수 있습니다. 이 데이터는 국가 표준을 약간 초과하지만 유럽 및 미국 표준보다 훨씬 낮으므로 휴대 전화가 해를 끼칠 염려가 없습니다.

사람들이 기지국을 파괴하여 방사선을 줄이는 것은 현명하지 않습니다. 기지국이 약할수록 전화를 사용하지 않는 한 수신하는 신호 방사가 더 강해집니다.

그런데 5G 시대에 같은 아래에 두 개의 휴대폰이 있다면 기지국 서로 통신하면 기지국은 더 이상 그들 사이에 데이터를 전송하지 않고 일치하는 제어 신호만 보내므로 두 전화기가 서로 신호를 전송할 수 있습니다. 이유를 아십니까? 휴대 전화의 전력은 5G 기지국보다 강력하고 안정적인 신호 전송으로 기지국의 자원을 절약하여 비용 효율적이기 때문입니다.

기계실 : 세심한 관리 제공

우리는 RF 장치를 떠나 전원 코드를 따라 가장 중요한 부분인 기계실까지 내려갔습니다.

그림 14: 기계실

기계실의 기능은 내부의 핵심 장비, 즉 Baseband 장치를 보호하여 전원을 공급하는 것입니다. 인간의 머리가 연약하지만 중요한 뇌를 단단한 두개골로 보호하는 것과 같습니다. 따라서 무심코 기계실에 들어갈 수 없습니다. 외부 울타리로 보호될 뿐만 아니라 엄격한 관리 및 출입 통제 시스템을 갖추고 있습니다. 또한 내 "두뇌"가 도난 당할까봐 두렵습니다.

그림 15: 기계실 내부 장비

베이스 스테이션에는 일반적으로 기계실이 있으며 일부는 건물의 눈에 띄지 않는 구석에, 일부는 현장에 있습니다.

철탑 아래에 이런 작은 집을 볼 수 있습니다.

그림16: 필드 기지국의 기계실

과거에는 기지국을 사업자들이 벽돌 하나 하나 쌓아서 구축을 했기 때문에 많은 어려움이 있었습니다. . . 따라서 이제 통합 스테이션으로 변경됩니다.

그림 17: 통합 기계실

그들은 베이스와 함께 제공되므로 필요한 것은 크레인이 그것을 놓을 장소를 찾는 것뿐입니다.

사람이 공기, 물, 음식을 필요로 하듯이 기계실의 정상적인 작동에는 많은 자원의 지원이 필요합니다. 우선 전기가 없으면 모든 것이 파업을 해야 하므로 전력계통은 필수다. 먼저 시립 AC 전원을 도입하여 전원을 공급한 후 전원을 통해 DC 전원으로 변환해야 합니다. 비정상적인 상황도 고려해야 합니다. 정전이 발생하면 어떻게 됩니까? 따라서 항상 대기 상태의 배터리도 장착해야 합니다.

또한 많은 기지국이 다른 형제(기지국)와 연결되어 대규모 네트워크를 형성하게 되므로 서로를 연결하기 위한 전송 장비도 필수적이다.

기계실의 공간은 협소하고 밀폐되어 있으며 환기가 잘 되지 않습니다. BBU, 전원 공급 장치 및 전송 장비는 모두 작동할 때 지속적으로 열을 방출합니다. 열이 축적되어 열이 나는 사람처럼 온도가 올라가면 내 뇌는——BBU가 오작동합니다. 그래서 에어컨도 필수입니다.

베이스밴드 장치: my Brain

기계실 내부의 무작위 캐비닛에서 높이 XNUMXcm, 너비 XNUMXm 미만의 상자가 케이블로 가득 차 있고 패널의 녹색 LED 표시등이 빠르게 깜박이며 쉭쉭거리는 소리가 들립니다. 팬 회전.

그림 18: BBU 개략도

이것은 내 두뇌입니다 – 전설적인 베이스밴드 유닛 BBU. BBU의 기능은 원본 정보 처리를 완료한 다음 RRU로 전송하여 무선 신호를 생성한 다음 안테나를 통해 휴대폰으로 전송할 수 있습니다. 반대로 휴대폰에서 보낸 신호도 안테나를 통해 수신되어 RRU에서 전처리를 거쳐 최종적으로 BBU에 도달하여 정보를 추출한다.

그림19: BBU 전면 보기

BBU는 비에 노출될 수 없으므로 일반적으로 실내(즉, 기계실 캐비닛)에 배치됩니다.

그림20: 캐비닛 내부의 개략도

캐비닛에는 쉽게 식별할 수 있는 캐비닛 전원 공급 장치 및 전송 장비가 있을 수 있습니다.

전력 장비는 일반적으로 빨간색, 검은색 및 파란색 선(전원선)이 많고 스위치 토글이 많습니다. 전송 장치는 일반적으로 많은 광섬유 포트와 네트워크 포트가 있으며 많은 노란색으로 삽입됩니다. 광섬유 케이블.

BBU, RRU, 안테나는 내 몸의 핵심 "기관"입니다. 그것들은 함께 작동하여 내 몸이 정상적으로 기능하도록 돕고 전화 걸기, 문자 메시지 보내기, 인터넷 서핑과 같은 통신 기능을 완성합니다. 나는 결코 혼자 싸우지 않으며, 많은 "형제들"과 함께 일하는 것을 더 잘합니다. 왜냐하면 개인의 힘은 너무 작기 때문입니다. 기지국이 램프라면 도시를 비추는 데 몇 개의 램프가 필요하고 한 나라를 비추는 데 몇 개의 램프가 필요할까요?

실제로 2018년 초 이미 전국에 6.48만 개의 기지국이 있었다. 형제와 나는 세포처럼 서로 긴밀하게 연결되어 네트워크를 형성하여 모두에게 끊김 없는 통신 서비스를 제공합니다. 이게 내 사명이야, 내가 아무리 힘들어도, 아무리 오해를 받아도 후회는 없을 거야.

리피터

다음은 RRU처럼 보이는 리피터입니다.

그림21: 리피터

리피터는 실제로 업링크 및 다운링크 무선 주파수 신호를 증폭하는 신호 리피터이며 블라인드 및 약한 신호 영역의 커버리지 문제를 해결하는 데 사용됩니다. 중계기는 기지국보다 훨씬 저렴한 비용으로 저렴합니다. 이제 리피터는 그리 일반적이지 않습니다.

실내 유통 시스템

실내 신호 범위는 항상 큰 문제였습니다. 기지국은 일반적으로 건물 옥상과 같은 높은 곳에 설치된다. 사람들이 건물에 들어가면 특히 지하실, 주차장 및 엘리베이터에서 휴대폰 신호가 끊기는 경향이 있습니다.

따라서 실내 환경을 위해 실내 분배 시스템이 특별히 마련되며 업계에서는 종종 "실내 분배"라고합니다. "실내 분배"는 실제로 보조 릴레이이며 신호의 향상된 적용 범위입니다. 피더는 소스(예: 마이크로셀 기지국 또는 중계기)에서 연결되어 각 룸 또는 채널로 전송된 다음 안테나를 사용하여 신호를 전송합니다.

그림22: 실내 분배 시스템

우리가 흔히 볼 수 있는 고무 젖꼭지 같은 것 office는 "Indoor distribution"의 전방향 천장 안테나입니다.

그림23: 전방향 천장 안테나

소형 기지국

요즘 기지국은 소형화를 향해 발전하고 있습니다. 한편으로는 많은 공간을 차지하지 않고(임대료 절약 = 돈 절약), 다른 한편으로는 에너지 절약 및 환경 친화적(전기 절약 = 돈 절약)이며, 마지막으로 배치가 더 편리하고 빠릅니다. (노동력 절약 = 돈 절약). 기지국이 소형화되면 BBU와 RRU의 조합이거나, RRU와 안테나의 조합이거나, BBU, RRU, 안테나의 통합이다.

집에 있는 와이파이 공유기와 비슷한가요? XNUMX조분의 XNUMX이라는 뜻의 펨토(Femto)라고 하는데, 저전력, 소범위 커버리지 홈 기지국이다.

그림24: 펨토셀

결론 :

베이스 스테이션은 모든 사람이 없이는 살 수 없다는 가장 오해받는 장치입니다. 전혀 신비롭지도 않고 무섭지도 않습니다. 통신 업계에는 그것에 전념하는 많은 사람들이 있습니다.