Сотовая связь использует радиоволны для соединения смартфонов с сетью. Базовые станции делают это соединение возможным. Конечно же, главный её элемент - это антенны. Но это далеко не всё оборудование. Расскажу что ещё необходимо для нормальной работы базовой станции.
Антенны
Антенны лишь передают и принимают сигнал. Главная их задача передать сигнал в заданном направлении, чтобы сота с одной стороны имела достаточно широкий охват, но при этом не мешала соседним станциям.
С другой стороны, антенны должны принимать сигнал от смартфонов. Главная сложность состоит в том, что уровень этого сигнала очень мал: это миллионные доли ватта. Это примерно как разглядывать звёзды в дневном небе - нужно приложить изрядные усилия.
Антенны сотовой связи, которые ещё называют панельными или секторными, легко увидеть на зданиях и сотовых вышках. Это серые вертикальные прямоугольники. Хотя спектр окраса таких антенн можно охарактеризовать как "50 оттенков серого": от белого до тёмно-серого. Как говорится, на скорость это не влияет. Это вопрос эстетики 🙂
Радиомодули
Но антенны сотовой связи не работают сами по себе. Чтобы обработать принятый сигнал, а также создать его для передачи к смартфонам нужны радиомодули или, по-другому, радиоблоки.
Главная задача этого элемента - перенос сигнала в нужный частотный диапазон. Не только разные операторы, но и разные стандарты сотовой связи работают параллельно друг с другом. Чтобы не мешать "соседям", каждый должен работать в своей полосе - частотном канале.
Радиомодуль должен перенести сигнал сотовой связи в точно заданный участок частотного спектра. В сторону приёма радимодуль также переносит сигнал из заданного частотного диапазона. Также он выполняет задачи по фильтрации и восстановлению формы сигнала.
Радимодуль по-другому можно назвать приёмо-передатчиком. Это связной мира проводов и радиоэфира. Он связывает две среды передачи информации.
Системный модуль
Кроме антенн и радиомодулей в классической базовой станции в обязательном порядке присутствует системный блок. Его основная задача сформировать сигнал передаваемый в эфир, а также выделить из принятого антенной и радиомодулем сигнала переданную смартфоном информацию.
Кроме того, системный модуль выполняет множество других задач. Например, он управляет передачей служебной информации к центру сети и смартфонам, занимается шифрованием сигнала, применяет различные техники повышающие помехоустойчивость радиопередачи.
Ещё одна важная задача - это взаимодействие со следующими в иерархии элементами сотовой сети. В 2G и 3G - это был контроллер базовых станций, а в 4G - непосредственно ядро сети.
Системный модуль часто играет роль транспортного оборудования. К нему могут подключаться кабель или оптоволоконной линии связи, или радиорелейной линии связи, в зависимости от того как организована транспортная сеть конкретно к этой станции.
Вспомогательное оборудование
Также на базовой станции могут присутствовать другие дополнительные элементы и системы. Их набор сильно зависит от того как устроена аппаратная базовой станции и есть ли она вообще.
Чаще всего, на базовой станции присутствует оборудование электроснабжения и транспортной сети. Также, в большинстве случаев, можно встретить комплект аккумуляторных батарей. Дополнительно может быть установлено оборудования УЗО - красные огни для обозначения габаритов сотовой вышки.
Если подвести итог, базовая станция - это многокомпонентный узел. Каждый его элемент по отдельности относительно прост, но сложную задачу выполнить можно лишь сообща. Всё как в мире людей 🙂
