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bss08chap2
第二章BSSC机柜
BSSC机柜
物理说明
BSSC机柜只能从它的前门打开,门是从左侧被锁以铰链。
BSSC的机柜门有四个通风口,从底部到顶部,依次为入风口,出风口,入风口,出风口。
其中上面2个通风口给位于机柜上半部分的设备冷却提供循环气流,下面2个通风口给位于机柜下半部分的设备冷却提供循环气流,入风口装有过滤设备。
所有到机柜的连接都在机柜顶部完成,顶板也提供进/出机柜内部的光纤的通道。
机柜顶部符合RF/EMI标准。
机柜尺寸
高210cm(82.5in)
宽71.2cm(28in)
厚40.0cm(15.75in)
(改进型机柜)(16.34in)
工作温度范围
0摄氏度+50摄氏度
BSSC机柜内部组成部件
BSSC机柜由以下部件组成
BSU/RXU机框(每一机柜最多2个)
这两种机框放置BSC/RXCD主要处理功能器件。
它是由以下几部分组成
·半尺寸板
这些板子通常用于接口机架的扩展/扩容,包括接口LAN环,数据总线,时钟同步。
·全尺寸板
这些板子运行主要的BSC/RXCDR软件。
这些软件包括GSM呼叫处理软件,基站控制,操作和维护等。
全尺寸板也包括交换矩阵和时钟同步的功能。
电源模块
PSMS将输入电压转换成机框内各种板子适用的电压。
制冷风扇
风扇的循环气流为机柜的各数字板和电源模块提供适合的工作温度。
电源分配板
该板以电路开关的形式为机架提供输入电压的浪涌保护。
分配告警板
该板监视和汇报BSSC机柜产生的各种告警信息。
BSSC机柜配置
BSSC机柜若被配置成BSC,则至少有一个BSU机框被装配在机柜的下部分,第二个BSU可以位于机柜的上部分。
话音编码转换器功能可以跟BSU结合在一起,也可以作为独立的RXU机框架被装配在BSSC机柜的上部分。
BSSC机柜若被配置成RXCDR基站,则至少一个RXU被装配在机柜的下部分,第二个RXU可以位于机柜的上部分。
BSU机框
一个机框是由一个背板,两个竖向槽位的模块架组成的。
2个竖向槽位的下面槽位安装全尺寸数字板,上面槽位安装半尺寸数字板(所有的数字板除了2块总线终端板和一块LANX板,其余的都是可选的)。
在机框底部装有三个电源模块,最左边的电源模块是可选备份的。
下面是BSU和RXU机框的主要配置。
BSU:
包含在BSU里的全尺寸板的最大数目
2X千端交换板(KSW)
12X多路串行接口板(MSI)
2X通用时钟板(GCLK)
8X通用处理器板(GPROC)
6X全速率话音编码转换器板(XCDR)
6X通用DSP处理器板(GDP)
2X总线终端板(BTS)
包含在BSU里半尺寸板的最大数目
18X千端交换扩展板(KSWX)
6X时钟扩展板(CLKX)
2X局域网扩展板(LANX)
2X并行接口扩展板(PIX)
3X电池备份板(BBBX)
RXU:
RXU包含的全尺寸板的最大数目
2XKSW
6XMSI
2XGCLK
2XGPROC
16XXCDR
16XGDP
2XBTC
RXU包含的半尺寸板的最大数目
18XKSWX
6XCLKX
2XLANX
2XPIX
3XBBBX
顶板连接
位于机柜的顶部的连接板连接直流电源输入,E1/T1线,用户自定义告警的输入/输出,及为DRAM提供的+27V备份电池。
顶板也提供进出机柜的光纤通道。
注意:
光纤通道不会影响机柜的EMC屏蔽。
E1/T1连接板提供E1/T1和BSU/RXU背板之间的阻抗匹配,每一块E1/T1连接板提供6个输入和6个输出,这些连接板有以下两种类型。
Type43(T43),用以连接75同轴电缆
BIB,用以连接120平衡双绞线
分配告警板(DAB板)
DAB板通过25个熔丝来分配27V直流电压到机柜内的各个单元,监测告警线及传送告警给GPROC。
在DAB上有2只双色LED,分别用来指示DAB和机柜故障。
DAB处理以下设备的故障信号
熔丝的断裂
散热风扇的停转
电源分配单元(PDU)
电源分配单元被在机柜的上部,当机柜门打开时可以看到它的位置。
PDU分配整个机柜的直流电源并提供告警接口,由电路开关板(包含最多10个直流开关)和DAB板构成。
BSSC机柜以2种输入电源
●-48/-60V直流电源输入机柜(+Ve接地)
●+27直流电源输入机柜(-Ve接地)
+27直流电源输入机柜(-Ve接地)
直流电源从机柜顶板输入,送到PDU内部的VIN总线排和接地排。
第二个总线排工作在+27V,通过在机柜内部的总线排获得电源。
电路开关
电源由电路开关分配到机柜的各个单元
CB130A提供+27V电源给DAB板
CB8到CB10提供+27V电源给机架下半部分EPSM
CB5到CB7提供+27V电源给机架上半部分的EPSM
-48/-60Vdc电源输入(+VE接地)
直流电源输入到机柜顶部的连接板,再发送到PDU内部的VIN总线排。
另外一种总线排工作在+27V,它的电源是从IPSM通过机柜的总线排获得的。
电路开关
电源通过电路开关被分配到机柜的各个单元
CB130A提供+27Vdc电源给DAB
CB8到CB10,-48/-60Vdc给下面机框的IPSM提供电源
CB5到CB7,-48/-60Vcd,给上面机框的IPSM提供电源
集成电源模块
-48VDC/-60VDC电源通过机柜顶部的电路开关和BSU背板输入到IPSM,-48V/-60输入然后转换成
+5.1V+2%@85A(满负载电流)
+12V+5%@2.5A(满负载电流)
-12V+5%@2.5A(满负载电流)
+27.5V+5%
这些被调整的直流输出通过背板给BSU各模块供电。
通过检测+5V,-12V和+12V的输出来进行输出电压控制,过压和过流保护。
假如输入电源极性接反或设备的环境温度超过安全值,IPSM保护开关将会断开,然后,告警通过串行总线送到控制处理器,设备将被切断电源。
EPSM
对于+27V直流机柜,使用EPSM.EPSM的功能与IPSM一样,把直流输入电压转换成BSU/RXU所要求的直流电压,但是不提供+27VDC给FAN/DAB,而是从电源输入经VIN总线排直接供给。
电源模块
IPSM
输入电压-48/-60V
输出给数字框
+5V+2%@85A
+12V+5%@2.5A
-12V+5%@2.5A
输出给风扇/DAB+27.5V+5%
输出电压调整
过压/过流保护
极性反转保护
环境温度过高保护
EPSM
输入电压+27V
输出给数字框
+5V+2%@85A
+12V+5%@2.5A
-12V+5%@2.5A
输出电压调整
过压/过流保护
极性反转保护
环境温度过高保护
通用处理器板(GPROC)
介绍
GPROC1的处理器是25MHzMOTOROLA68030处理器,它的功能取决于所装载的软件。
它也提供一个内存管理单元。
GPROC2是一个新版本的GPROC,适用于GSR2版本以上的软件,它的处理器是MOTOROLA68040,主频33MHz,并增加了DRAM的容量。
在GSR2版本系统,GPROC2板可以与GPROC板进行相互交换数据并使用同一LAN网。
当系统升级到GSR3,GPROC2需要处理BSC里更多数量的信令链路,从而需要增加容量。
如果该BSC下有M-cellBTS,DRAM容量的增加则不需要一块GPROC板专门作为代码存贮设备。
因为有冗余的接口、监视计时器及电源失败检测设备,GPROC增强了故障容错能力。
GPROC板象其他板子一样,机柜上电和运行时可以插拔。
并行口输出信号到前板指示灯,同时背板接收以下信号信息,如机框ID,槽位ID,背板类型,背板修正电平等。
在刚上电期间该模块运行自我诊断程序,该自我诊断也能在TTY维护终端控制下进行。
配置维护端口必须符合EIARS232和CCITTV24规范要求。
接口链路
该板包含以下接口
1.一个16Mbit/sIEEE802.5令牌环,提供GPROC板之间的通信,以便呼叫处理进程彼此之间传输数据,又能互相监控或汇报信息。
2.TDMhighway提供16个E1/T1接入接口,它处理所有GPROC与外部实体的通信,例如OMC、MSC、RXCDR、BTS等,分别使用OML、MTL、XBL、RSL信令链路。
3.串行接口提供同步与异步的通信。
GPROC面板有TTY维护端口。
当执行维护或故障排除时,TTY端口可用于软件监测和控制。
串行接口也用于GPROC与半尺寸板通信,发送控制信息并监测状态信息。
4.MCAP总线提供GPROC对全尺寸板的控制,例如GCLK,MSI,KSW等,也用于初始化时软件下载和汇报告警信息。
GPROC内存使用
每一块GPROC2配置64M字节的DRAM,用来存贮下载的操作代码和CM数据库。
为DRAM配备备份电池。
GPROC1只有16M字节的DRAM,功能与GPROC2相同。
GPROC有1M字节的可下载的信息存于FLASHEPROM,其中包括开机自举程序。
自举程序被当作新目标代码被下载并传送给所有的GPROC。
处理器判断存贮在DRAM自举程序代码是否与存贮在FLASHEPROM中的信息一样,假如是一样的话,就不要求下载。
否则存贮在FLASHEPROM旧版的信息,将被存贮在DRAM信息取代。
基站在运行自举程序时将会有一个明显的指示信息。
在GPROC前板指示灯不停闪烁红色和绿色时,表示自举程序代码正在被删除和重新下载。
可以用MMI指令验证bootstrap进程是否成功。
假如在OMC上操作,可通过“rlogin”来监控GPROCS。
32K字节RAM用于存贮“永不丢失”的信息,通常存贮重要的数据,例如OMCDTE地址,支持在BSC和OMC之间的操作维护链路(OML)。
GPROC的软件
GPROC模块为BSS软件提供处理平台。
每一块GPROC板从硬件角度看都是一样的,GPROC的不同功能取决于它所装载的软件,每一块GPROC所分配的任务取决于系统的结构和容量。
GPROC设备
GPROC设备装载GSMBSS操作软件。
GPROC设备根据GPROC执行的功能被分成几种类型,每种GPROC类型都可以从硬件和软件上区分。
定义如下:
硬件设备-有一个预定义和静态功能的GPROC设备
软件设备-动态分配功能的GPROC设备
GPROC设备根据它的功能分为几种不同的类型。
下面列出几种GPROC板的类型
BSP(基站处理器)-该GPROC设备是硬件设备,并且是BSS/BSC/RXCDR的主要控制器和主用GPROC板。
CSFP(代码存贮设备处理器)-该GPROC设备是硬件设备,用于BSS代码下载任务。
GPROC(通用处理器)-该GPROC设备是软件设备,它的实际功能取决于具体被分配的GPROC功能,这种类型的GPROC也叫“POOL”GPROC。
GPROC基本功能
“POOL”GPROC根据GPROC的运行情况分配具体功能,如:
LCF(链路控制功能)-支持MSC-BSS/BSC和BSS/BSC-BTS接口的信令。
OMF(操作维护功能)-用于支持操作和维护。
代码存贮处理器
CSFP是一种GPROC设备,使新软件下载更容易,并减少系统中断时间。
过去,装载新软件要求BSS断开相当长的时间,下载时问长的主要原因是链路的容量问题和网络布局的限制,CSFP减少系统因下载软件而中断的时间。
当软件被传送给每个需要的基站之后,BSS复位激活新软件,因为新软件已存贮在本地,所以链路容量和网络布局不再是限制因素,这样网络储运损耗的时间减少,每个基站里,新软件传送给所有的GPROC是通过16Mbit/sLAN而不是64Kbit/sOML链路。
除了新软件装载,CSFP也提供又快又容易的旧版软件装载能力。
上面所描述的是新软件传送给BSS中CSFP的实例,当网络复位之后,所有非-CSFP功能的GPROC板开始执行新软件的下载,而CSFP可选择接收存贮旧版软件,换句话说CSFP和GPROC板交换软件下载。
操作:
执行CSFP的下载和重新存贮,有四个过程,下面列出的就是这些步骤。
1、配置CSFP
2、BSS下载新版的软件到已配置的CSFP
3、复位BSS网络,CSFP目标代码与本基站旧版软件选择性地交换
4、取消CSFP配置(可选择)
四步骤中的每一步都互相独立,并且每一步都是自我控制程序,每一步的执行和错误检测都不会影响其它步骤。
多路串行接口板(MSI2)
MSI2板是2条E1/T1链路和TDM高速交换总线之间的接口板。
板上一个主处理器执行MSI2板要求的控制功能,MSI2板提供“浪涌”保护,时钟提取,抖动衰减,帧同步等。
每一个BSC中最多可放24块MSI2板。
每一块MSI板能接口2个E1,分为端口1和端口2。
每一个端口称为MMS,因此MSI000提供2个MMS,端口0称为MMS000,端口1称为MMS010。
处理器部分
MSI2主处理器为MOTOROLAMC6800DSP,主频为8MHz,用于控制TDM接口和多路合成器,选择时钟参考源通过背板传送给GCLK板。
DSP通过MCAP总线与GPROC板进行通信,汇报时钟参考信号提取失败,帧同步失误,CRC4误码和发射/接收错误等信息。
EPROM包括128K字节的自举程序代码。
当刚上电时,需要GPROC通过MCAP总线下载MSI操作代码。
操作代码下载给SRAM,并且永久性存贮在EEPROM。
MSI-链路接口
阻抗匹配部分完成阻抗匹配,对MSI板提供来自瞬间高电压的第二类过压保护,例如来自E1链路的雷击电压。
接收的PCM串行数据进行电平转换,在E1接口处,从双极转化为TTL单极。
回路复用器还用数据支持诊断功能,距离测量等等。
接收的数据通过HDB3和CRC4解码成的符合CCITT要求的G704数据,并被发送给TDM接口部分。
TDM接口对数据串并转换,两组接收数据流在TDM高速总线进行以32时隙为间隔的内部交织。
内部交织进程使每一64Kbps时隙一一映射到64KbpsTDM高速总线的时隙。
同样地,从TDM高速总线接收的数据,从并行转换成串行,经过CRC4和HDB3编码和阻抗电路匹配后送到E1链路。
时钟模块板(GCLK)
GCLK产生BSS基站需要的所有定时参考信号。
主用的TDM时钟是由板子上时钟晶振合成而来的,该参考时钟频率为16.384MHZ,可以处于与2Mbps电路提取的时钟参考信号锁相或自由振荡状态。
GCLK板根据规范要求精确度可达0.05PPM。
每个基站最多有2块GCLK板。
GCLK产生基站需要的所有定时参考信号,包括
1、16.384MHzTDM时钟
2、125USTDM高速总线帧参考时钟
3、60MS同步参考时钟
4、6.12S超帧计数
GCLK板可锁相到由MSI/XCDR模块从2Mbit/s线提取的时钟信号。
如果时钟参考信号丢失,GCLK能够自由振荡并提供0.05PPM稳定度的时钟。
该模块能进行自我诊断,检测板上的故障,并且在必要时选择备用GCLK板。
每一对时钟都工作在主用/备用结构,备用输出与主用模块同步,如果检测到一个错误,时钟控制电路就会改变主用/备用状态。
故障情况通过MCAP总线汇报到GPROC板。
参考振荡器使用一个锁相环路(PLL)和一个频率合成器,合成来自2Mbit/s链路的参考时钟16.384MHz。
PLL由一个数字相位检测器,一个回路滤波器,一个压控晶体振荡器和一个八电路分频器构成。
在丢失2Mbit/s链路参考时钟情况下,压控晶体振荡器能维持振荡器处于自由稳定工作状态。
每一个参考计时器的输出被传送到合成器,由合成器选择主用或备用GCLK的输出。
每一个参考计时器的输出也被传送给参考编码器,那将把所有的参考信号编码在一起,传送给时钟扩展板并把他们传输给本基站所有的机框。
时钟丢失检测能监控2Mbit/s链路,并将故障汇报给时钟控制/告警逻辑电路,可以选择第二个时钟或允许时钟自由振荡,所有的告警通过MCAP总线汇报给GPROC板。
缓冲测试口适用于GCLK板的前面板,用于测试和测量输入参考和输出的时钟参考信号。
GCLK配置
BSC/RXCDR基站的GCLK板配置成为冗余模式,并且位于同一个数字机柜,从GCLK板出来的时钟信号通过CLKX模块分配给该基站每一个机框。
时钟工作模式
GCLK板有四种时钟工作模式:
自由振荡,频率保持,频率设置和锁相闭环状态,下面将一一解释。
自由振荡
当GCLK扦入数字机柜(或上电时),温控晶体振荡器要求在30分钟预热时间达到合适的工作温度,在该期间,GCLK工作在自由状态模式,并且DAC的输入设置为80(hex).(80(Hex)值不能改变)
OXCO在自由振荡模式下产生一个精度达到0.05PPM的时钟输出。
注意:
30分钟的预热时间是MOTOROLA设置的,不可以改变。
频率保持:
频率保持模式用于当2.048MHz参考失败时保持指定频率,该模式使用最后的8bit字节的调整值,从ADC输出到设置DAC。
频率保持模式是一种过渡式模式(典型10秒),随后频率设置模式被软件激活。
频率设置:
频率设置模式在E1/T1参考信号补偿期间允许GPROC板设置DAC来控制OXCO的输出(这是在过渡式的频率保持模式之后)。
主用机框里的GPROC板负责GCLK的操作并监控在锁相期间的到DAC的输入,若参考信号失败时,GPROC板计算一个最佳的值来设置DAC以维持OXCO的精度,该值也被称为长期平均值,通过MCAP接口采样统计并从GCLK读取,每隔30分钟抽取一个采样值,总计抽取48个采样值,24小时当第49个采样值被读取时,将覆盖第一个采样值以维持最新的48个统计值。
闭环锁相
当参考时钟失败或晶振老化时,闭环模式能消除帧滑步。
在这个模式下16.384MHz时钟频率正好是输入参考时钟频率的八倍。
参考时钟源能达到0.01PPM精度。
当GCLK被频率锁定到核准状态时,使用LTA来监控OXCO的老化。
假如LTA超出数据库预定义的范围,告警将会产生。
在重新要求被校准之前,系统允许GCLK再工作30天(LTA的上下10%作为数据库里的定义)。
在闭环模式下,该环对少于80微秒链路断开有自身的保护能力。
GCLK每3-7年核准一次。
在闭环锁相模式,有两种子模式
获得频率锁定状态
频率锁定状态
获得频率锁定状态是GCLKPLL输出与E1/T1链路的长期频率趋于一致的工作状态。
在该状态花费的时间取决于GCLK板的硬件修正电平,达到该状态所需的最大时间是2分钟,一般更少。
一旦达到了该状态,第二个子模式频率锁定状态被激活。
第二个子模式花费的时间也取决于GCLK硬件修正电平(2或10分钟)。
第二个子模式表明GCLK输出稳定。
时钟扩展板
介绍
CLKX是半尺寸板,通过光纤将GCLK产生的系统时钟和参考信号扩展到基站系统的所有机框.GCLK板产生的系统时钟和参考信号合成一路信号以减少在机框之间的内部连接的光纤数目。
下图描述了CLKX如何进行系统时钟分配。
CLKX接收来自GCLK的编码时钟,并通过光纤将编码时钟信号扩展到六个位于不同机框的千端交换扩展板(LCLKSWX)。
在机框LCLKSWX确保到所有机框的时延一样,这样能维护基站时钟同步。
CLKX使用BSS串行总线汇报板子的ID号和修正电平给GPROC板
编码转换器/GDP板
全速率编码转换器(XCDR)板
XCDR板执行GSM定义的至多30个业务信道的话音编码/解码及数据速率适配。
XCDR合成4个子速率TCH到switchbound的TDM时隙,压缩编码用于减少在空中接口发射的比特数,也是为了有效使用2Mbit/s链路结果。
另外除了处理30TCH,XCDR板透明钉连一个信号链路(MTL)。
XCDR可放在BSC站或RXCDR站,后者是更普遍。
XCDR-处理器/DSP系统
主处理器系统的主要部件是微控制单元(MCU),它控制和接口在XCDR板上的5个主要要组成,MCU支持板子的自我诊断和周期性监视计时器。
假如监视计时器在时间输出之前没有被MCU监测,MCU将复位,产生的告警通过MCAP总线送给GPROC板。
DSP系统包括30个DSP子速率复合器,串行接口监视计时器和与MCU的接口。
DSP单元分成四组,三组每组各8个和一组六个。
DSP工作在三种模式:
DSP循环回路,多路16K合成和64K非多路。
在DSP循环回路模式下,DSP的输出逻辑上再作它的输入,提供自我检测功能。
在16K合成模式下,每一DSP接收16bit的数据,接收第一个2bit来自TDMhighway,接着6bit滤波和最后8bit来自2Mbit链路数据串。
在64Kbps非多路合成模式,每一DSP接收16bit数据,第一个8bit来自TDMHIGHWAY和第二个8bit来自2Mbit/s链路数据串。
串行口的监视计时器确保所有的DSP同步。
GDP板
GDP也执行话音编码,解码和子——多路合成功能,GDP增强了编码转换功能,能支持全速率,半速率,增强型速率的转换,每一个GDP板能处理30个业务信道,其中INCELLBTS站最多可配置6块GDP,BSC中最多可配置12块GDP。
编码转换板GDP板…
GDP-——处理器/DSP系统
GDP板支持GSM空中接口中的全速率,增强型全速率、半速率的语音编码,它是第二代编码转换板,更容易升级并且增强功能。
除了GSM空中接口运算法则外,GDP也支持G.728压缩编码,64kbit/sPCM信道被压缩到16kbit/s,使用低时延代码激活线性预测去增强与其它设备的钉连。
如局域PABX,把4路合成1路,以减少链路。
另外,GDP能够提供上/下行业务信道的音量控制,以1dB步长,范围为30dB(-15dB+15dB)。
与XCDR板不同,GDP用不同版本的板子支持E1/T1链路接口,并且当T1到E1转换时不需要使用MSI2板,当GDP配置在BTS时,可以支持用于钉连的G.728压缩编码。
压缩编码算法的选择是基于每一个呼叫的,它通过包含在TRAU帧里的信令来配置BTS里的信道编码器和GDP里的DSP。
GDP的处理器是MOTOROLAMC68360,它使用15个MOTOROLA数字信号处理器DSP56301来支持30路业务信道(每一个DSP处理2路业务信道)。
它与现有BSU和RXU机框兼容而且执行当前XCDR板所有的功能。
GDP特性
使用15个DSP支持30路话音和数据
DSP固件是可下载的
DSP固件带不易丢失存贮器可选择E1/T1接口
链路接口提供时钟和数据提取,抖动衰减,HDB3/AM1解码,双极转换和CRC4检查
TDM和MCAP接口双路冗余,接口针脚与XCDR板兼容。
内部告警系统
该系统控制DAB双色告警灯颜色,并且汇报DAB板检测的任何告警给故障收集进程(FCP)/故障传输进程(FTP)子程序,告警可在本地TTY口显示或上装给OMC。
GPROC通过串行总线控制DAB和PSM,因为串行总线局限于一个机框,所以每一个机框里的串行总线都需要各自GPROC来管理。
一个BSSC机柜有2个机框,DAB被连接到其中一个机框。
每一个机
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