二十四张图,轻松入门无线基站设计!

岁月已消磨了当年的锋芒,理顺了一条思路,积淀成一套通信的照片集。于是,有了二十四张图,轻松入门无线基站设计。

此文作为无线基站设计总结,一篇扎实的基础入门总结,终得发布,欢迎转发和分享【通信民工】的公众号(ComDesigner)。

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这是一个老题目了,回顾「通信民工」三年前的图片,感慨颇多。

岁月已消磨了当年的锋芒,理顺了一条思路,积淀成一套通信的照片集。

于是,有了二十四张图,轻松入门无线基站设计。

未曾想,三年后,如愿结成了《有趣的通信工程制图》视频集,重新梳理,希望能够帮助更多的通信人。

01 看基站

看大局,远观之,通信基站美美的在那里。

认识它,通信机房、通信铁塔、通信机柜、通信设备,自你决定入行开始,每个物体都注定与你长期相伴。

【1】这是一张美美的通信景观塔照片,拍摄于防城港大坪坡景区。

典型的通信基站就是长这个样子,一个柜子+一根杆,柜子里塞满基站主设备、传输设备、电源设备、蓄电池组等设备,杆子上像“糖葫芦”一样挂满天线、RRU等设备。

当然,有通信机房的话,空间宽裕些,这些设备或安装于综合机架上或独立机柜安装,自然自成一套系统。

【2】这是一张室内站的机房图,打开机房门之后看到的机房全局图。

从这张图,你可以看到:

1-基站主设备:在《有趣的通信工程制图》中,「通信民工」将它比喻为基站的大脑中枢。常见的基站设备形态为分布式设备,一般由基带单元BBU、射频单元RRU(在室外)以及电源分配单元DCDU组成。5G时代,RRU与天线融合为AAU。

2-基站电源:它为基站提供源源不断的动力能源,可类比人体的“供血系统”,包括交流配电箱、开关电源、蓄电池组等。其中,最关键的设备莫过于开关电源了,它主要由交流配电模块、整流模块、直流配电模块、监控模块组成。同时,还有起着“续命丸”作用的蓄电池组,断电时给基站设备续命之用。

3-传输设备:它是将各个点状的基站连接成一张网的关键设备,也是市电中断后优先保障的关键设备。

【3】这是一张室外站全局图,综合机柜安装于槽钢构件上。

从这张图可以看到,所有设备都为了满足室外安装环境进行了改造,统一将基站主设备、电源设备、传输设备、蓄电池组放置在综合机柜内,可进一步降低太阳直射、雨水浸泡等恶劣环境影响。

【4】这是一杆钢管角钢塔,它最大的作用就是将天线举高高。

它主要由塔基、塔柱、塔架(腹杆、横隔)、铁塔平台、爬梯等构成,最终就是为了伸出根支臂,挂一根天线。

无线电信号经过一路狂奔,至此高点就由天线辐射出去了。

02 说组网

移动通信组网,是你入行通信设计绕不开的话题。

这三张图,你可以看清基站在网络汇总的位置、基站由哪些设施构成、基站内部的结构组成。它是“业务跟单员”,麻雀虽小却五脏俱全,自成系统;它也挺有趣,俨然一则游戏,各路“供血”、“补蓝”,只为无线电波的大招输出。

【5】通信基站,其实是庞大电信网络中的“业务跟单员”。

在《有趣的通信工程制图》中,「通信民工」将通信基站在网络中的地位比喻成“业务跟单员”。它站在一线,最靠近客户,以响应客户需求为目标,呼唤“炮火”,跟踪业务、响应服务、控制信息流向。

不信且看,他最靠近用户终端,以空口为窗口客户需求,向上不断呼唤来自数据中心响应的“炮火”,连接远方,如图。

【6】麻雀虽小,五脏俱全,通信基站有一种别致的美。

一切的努力只为保障脆弱的基站设备,为之提供遮风挡雨、防雷接地的场所,保障供电、拉好传输,搭建天线发射架,自成系统。

【7】动员一切力量,给大脑中枢“供血”、“补蓝”。

这俨然一则有趣的游戏,各路人马紧跟“英雄”(基站主设备),各种“神”操作,电源设备“供血”、传输设备“补蓝”,只为保障下图的“糟老头”能顺畅打电话,你且看来。

03 大脑中枢:基站主设备

分解之,你可以看到基站主设备占据着核心中枢的地位。

BBU、RRU、AAU将是你挥之不去,常挂在嘴边的英文,行外人都不明你说啥!

【8】看结构,知大局,这是一张典型的基站主设备连接图。

这张图,我们可以看到基站主设备身边的“四大金刚”,一则供电,提供源源不断的动力,二则接传输,摆脱单点、连接远方的通信链路,三则防雷接地,高耸的铁塔最容易招雷劈,这一切,来到第四幕,只为“滴-滴-滴”的信号输出,连接用户、传播信号。

看清它,各种线缆再也不复杂了。

【9】这是一张基站主设备的基带单元BBU的照片。

现在的设备,不再是往日的大机柜的设备形态,往往更多的是像影碟机一样的分布式基站设备。它是处理基带信号的。

首先,基带单元(这张图)负责处理没经过频率调制的基本频带的信号。紧接着,经过射频单元(下一张图),将基带信号调制成具有一定发射频率的无线电波。中间,接电由电源分配单元负责。

【10】这是一张基站主设备的射频单元RRU的照片。

通常RRU上塔安装,紧接安装于天线底下,它负责将低频信号调制为高频信号,最终,通过天线将无线电波传播出去。它是处理射频信号的。

04 供血泵站:电源设备

基站电源系统,俨然一个源源不断的供血泵站,具备交直流变频、滤波、稳压、续航等作用,只为保障基站设备正常运行。

在这里,你会认识交流配电箱、油机切换箱、开关电源、蓄电池组等各种设备。

【11】通信基站的电从何来?市电引入

电力生产也是一大串流水式的生产线,经过发电厂、变电所、配电所,直至它的“身影”从高耸的铁塔变成孤零零的H杆,最终汇入寻常百姓家。

通信基站的电源往往就是在整个电力生产和供应链的最后一环,为基站接入的是三相交流电,即往常所说的市电引入。

【12】是时候由电源系统表演的了,看机房里电源供配电设备有哪些?

一般分交流供电、直流供电。交流电引入后,经过交流配电箱进行配电,接入开关电源进行电力净化,整流、稳压后输出为直流电,从而给通信基站主设备、传输设备、蓄电池进行供电。

中间一个小小的环节,需要对所有“金贵”的设备宝贝进行接地呵护。

【13】这是一张交流配电箱的照片,它壁挂在机房侧壁上,却是市电进入机房的第一道关卡。它扮演着交流电的二次配电,防雷和防浪涌的保护者的双重角色。

【14】它的名字叫做开关电源,称它为电源系统的核心设备一点都不为过。

它可以交流配电、直流配电、整流滤波、远程监控等,通过它,给金贵的基站主设备、传输设备进行直流供电。

【15】你不会忘记,基站断电了,仍有名叫蓄电池组的守护者默默为基站设备续航和储能。还有更小巧的铁锂电池,可以塞进室外型通信机柜中。

延伸阅读:

<1>六张图教你判断开关电源的一次、二次下电

<2>说说开关电源中的空开和熔丝那点事

05 天使之翼:天馈系统

无线电波无形无影,最让人捉摸不透,却是信息传输的“天使”。

天线阵子张角慢慢舒展开来的那一刻,破茧成蝶,带着爱人温暖祝福的信息,随着天使之翼飘向远方。

【16】这是一张天馈系统结构图,你可以看到天馈系统是如何构成的。

从这里你可以清楚理清从BBU-RRU-天线,中间还需要哪些设施或辅材加持,只为保障馈线牢靠固定、信号如期发射。

中间的各种辅材,包括各种馈线、连接头、接地卡、馈线卡等等。

当然,现在的分布式基站设备,很多辅材和元器件都不用了,一根尾纤搞定了,简单多了。

【17】这是一张直观呈现无形电波如何从无到有,由近及远,传播向远方的工作原理示意图。

天线是一种转换器:电生磁,磁生电。目前,在城区内采用的天线多为电调天线,农村中采用的天线为机械天线。当然,5G时代,RRU与天线合体成AAU了。

电调天线的遥控也是挺有趣的,且看下图。

搞通信多年,我们一直想搞懂无线信号运作的原理,可惜知识已经交给老师了,看不懂那复杂的数学公式了,只能看图的了。天线将封闭的传输线中的电磁波转换为空间中传播的电磁波,并优美地飘向远方。

俨然天使之翼,信号一路走来,只为发射并传播人家那一刻。中间经过的套路,且看这组视频。

延伸阅读:

<1>通信基站天馈系统那点事……

<2>干货分享!电调天线知多少?

06 擎天之柱:通信铁塔

众里寻“塔”千百度,蓦然回首,那塔竟在蝴蝶纷飞的地方。

工作多年,但是每次看塔都有不同的感悟,想法也不尽相同。

每个塔都可以讲一段故事,每一张美美的照片背后,都有「通信民工」的一份辛苦的付出。

【18】这是一张通信单管塔的照片,景观塔,天线被高高举起。

通信铁塔作为撑起天线的架设物,俨然擎天之柱,将天线置于制高点,为无线电波的有效输出提供保障。

【延伸阅读】

<1>干货!说说通信铁塔建模那点事~~

<2>有趣的谷歌地球,这些通信应用你要懂!

【19】再细看,通信铁塔的分类、构成,还有那些与行业人士顺畅交流的“暗语”,你也要懂哦。

【通信铁塔分类】

通信铁塔按使用材料、所处位置、钢结构形式及受力形式等划分方式各异,常见的铁塔类型如下。

【通信铁塔结构】

我们看到的通信铁塔,通常由主材、腹杆、横隔杆、辅助杆及塔基等部分构成。这些专业术语,是你与行内大佬顺畅交流的“暗语”。

一图胜千言,且看钢管角钢塔的结构吧。

07 经验之谈

他山之石,可以攻玉。

做无线勘察设计的小伙伴且向这里看来,这里抛出一些做无线勘察的经验供大家参考。

【21】有目的地做事,多提前做功课。

基站勘察设计最终输出的产品是施工图纸,以指导工程施工为目的。盯住这个目标,再理顺开展工作的思路,逐步分解开来。

比如,有目的地做事,勘察照片采集工作,围绕本期新增设备,顺着基站运行、施工流程,采取“先整体后局部、先单柜后模块”的方式进行信息的采集。

<1>打开机房之门,先拍机房整体照,让机房最大视角展现出来。此为先整体。

在这张图中,我们看到了机房内并排安装的分别是开关电源、综合机架(内装BBU、传输设备)、柜式基站设备、蓄电池组以及沿着走线架布放的各种线缆。

<2>站在一排机柜前面,拍其整体,可直观拍出各单柜相对机房位置,以及各模块相对机架位置。此为拍局部、单柜。

在这张图中,清晰看出电源机柜、综合机架、蓄电池组以及内置于综合机架中的BBU、传输设备等,而且可以清晰辨别出各个机柜相对位置。

由此可以判断,如需新增新的BBU设备可装于哪个机柜中,设计方案就出来了。

提示:此处目的为确定新增设备安装位置,以便指导BBU施工。

<3>打开机柜之门,采集各模块、单元数据和照片。此为细化至模块、单元。

在这张图中,我们可以直观看到打开开关电源机柜舱门之后的空开、熔丝使用情况,也可看到一次、二次下电空开使用情况,算好容量后,就可判断新增设备从哪里接电了。

提示:此处目的为确定新增设备接电,有电设备才能运行,以便后期电源施工。

又比如,提前准备工作,打印好勘察草图模板和检查项。打开机房之门后,就可以按照预定套路快速绘制草图了,于是乎,一套清晰的解决方案就成型了。

在基站勘察中,我们不仅要强调细致认真,更强调通过成体系的措施和方法去实施它。比如,勘察草图绘制也遵循了“双重确认和备份”的原则,即勘察照片存储于照相机,通过勘察草图检查项确认;设备位置和方案通过勘察草图、勘察照片双重备份,这样可减少二次进场、信息遗漏的情况发生。

【延伸阅读】告别“鸡窝式”勘察草图,民工教你好套路!

【22】结构化思维,一则流程、一套方法。

有思想,才能走向远方。

做事情,往往需要有思想指导,有方法指引,有举措保障的,无线基站设计也不例外。推荐两则成熟的思考方法:5W2H分析法、PDCA项目管理方法。

以高铁线规划为例,用5W2H分析法,结构化思考高铁线规划是何物(What)?为何扯它(Why)?何时要干(When)?在哪里干(Where)?谁来干(Who)?要怎么干(How)?要花多少钱(How Much)?

使用这工具分析下来了,你基本上也形成了一条直观的流程链了,剩下就是逐个破解和解决了,这样子方法形成了,问题也解决了。

【延伸阅读】用项目管理方法开启通信“线规划”之门

【23】有全局眼光,学会总结和回顾。

勘察入门容易,长期做这一职业不容易。在做一件事情前,总需理顺思路,站在全局的视角去做,看基站在整网位置、看单站设计在项目地位、看单站设计在职业生涯的阶段,让每一次付出都有新的收获,这很重要。

细心的你会发现,「通信民工」的每一次分享都会有总结和回顾,这不仅是对分享思路的全面概况,也是在每次综合和回顾中将更多知识重新归类,日积月累,聚沙成塔。

比如,在《使用GoogleEarth做通信设计》课程中,「通信民工」分享了刚入门的你不曾学到的GoogleEarth技能,也梳理了不少多年勘察老手不曾掌握的规划设计方法,是为总结回顾之功。

比如,制作扇区图,重点抓住确定“坐标位置”、“指向”、“辐射范围”、“张角”这四个元素,这一批做扇区的工具集就掌握了。

【24】做个明白人,日事日毕,日清日高。

愿你做个明白人,做事高效、学习轻松,建议你建立一套知识管理体系,重要的准则为“秩序”、“容灾”、“同步”。巧用整理术,日事日毕、日清日高,让自己每天都进步。

比如,在《庖丁解“牛”,重构你的通信设计工具箱》课程中,正是教你建构一套属于你的软件学习方法论,有思想,才能走向远方。

至此,不妨微信扫码,读读「通信民工」的视频课程,打开你的入门之路吧。