Qu'est-ce qu'une station de base ?

Les ondes électromagnétiques émises par les stations de base et les téléphones portables sont comme l'air, nous remplissant tout autour.

Tout le monde connaît les téléphones portables, cependant, la station de base, le héros des coulisses, bien qu'elle puisse être vue presque partout, n'est pas comprise par la plupart des gens.

Qu'est-ce qu'une station de base et comment fonctionne une station de base ? Vous aurez peut-être une compréhension de base des questions suivantes après avoir lu cet article :

① Comment fonctionne la station de base ?

② Le rayonnement de la station de base est-il nocif ?

③ Comment expliquer à des amis ce qu'est une station de base ?

Bonjour, s'il vous plaît appelez-moi la station de base.

 

Bonjour à tous, je m'appelle station de base. Que vous l'admettiez ou non, mon existence est aussi importante que l'eau et l'électricité. Les ondes électromagnétiques que j'envoie sont enroulées autour de vous comme de l'air.

Le sens de mon existence est de diffuser le signal dans tous les coins rapidement et régulièrement, en connectant votre téléphone portable au monde entier. Au fil des années, j'ai travaillé en silence, cachant mes réalisations et ma notoriété, et laissant la scène et les projecteurs à mon proche partenaire : le téléphone portable. Mais le fait de ne pas être familiarisé avec de nouvelles choses apporte toujours de la peur, et le « rayonnement » est comme une brume sans fin suspendue au-dessus de ma tête. D'une part, il y a un fort besoin d'un bon signal de téléphonie mobile, et d'autre part, il y a une peur viscérale des radiations de nos stations de base. Nous avons été pris dans cette contradiction. Si le signal n'est pas bon, je serai grondé ; C'est effrayant de me voir même si le signal est bon.

Je suis la station de base, qui fait généralement référence à la « station de base de communication mobile publique », ou BS en abrégé, et la station de base fournit des signaux pour les téléphones mobiles.

Présentation de la station de base

 

La plupart des gens pensent que la haute tour de fer est tout ce que j'ai, imaginant que le rayonnement déchaîné du haut de la tour est comme une inondation torrentielle qui se déverse, ce qui fait que les gens se sentent effrayés et s'enfuient.

Figure 1 : Pylônes et antennes de la station de base

Le truc au-dessus est la tour de fer et l'antenne, qui ne sont qu'une partie de la station de base. En plus de ces parties visibles, la station de base comprend également de nombreuses parties invisibles.

Il se compose généralement des parties principales suivantes :

Figure2 : Les principaux composants de la station de base

Système d'alimentation d'antenne: responsable de l'envoi et de la réception des signaux, y compris les antennes et les feeders ; Unité RF: responsable de la génération et de l'extraction du signal, ma partie la plus importante ; Unité de bande de base: responsable du traitement de l'information, cœur de tous les composants ; Système de support: Fournir un soutien pour les systèmes mentionnés ci-dessus, y compris les tours de fer, les salles informatiques, les climatiseurs d'alimentation électrique et d'autres équipements. À l'ère de la 2G et de la 3G, les stations de base sont divisées en Deux couches.

Comme indiqué ci-dessous.

Figure 3 : Station de base à deux niveaux

À l'ère de la 4G LTE, les deux couches sont réduites à une seule couche et deviennent une couche distincte eNodeB.

Figure 4 : Système de station de base à un niveau

En prenant eNodeB comme exemple, il comprend généralement les composants suivants :

Figure 5 : Composants d'eNodeB

Système d'alimentation d'antenne : comment le signal est-il envoyé ?

La plupart des stations de base n'ont pas besoin de tours spéciales et peuvent être construites directement sur le toit existant.

Généralement, vous pouvez voir une rangée d'objets en forme de plaque debout et légèrement inclinés vers le bas sur le toit, qui est l'antenne. S'il y a peu de maisons, une tour de communication sera spécialement construite pour accrocher la station de base. Au sommet de la tour, il y a un cercle de choses rectangulaires en forme de plaque qui brillent brillamment, qui est l'antenne.

Figure 6: tour de communication de la station de base

Les antennes sont utilisées pour envoyer et recevoir des signaux. Il peut concentrer le signal envoyé par l'unité de radiofréquence dans la bonne direction et l'envoyer au téléphone mobile. Il peut même utiliser le faisceau électromagnétique formé par le signal pour se déplacer avec le téléphone portable et le lancer précisément comme le faisceau d'une lampe de poche.

De plus, il peut également percevoir et recevoir des signaux faibles des téléphones portables, et collecter ces signaux et les envoyer à l'unité de radiofréquence pour en extraire des informations.

De manière générale, une station de base contient trois antennes, chacune transmettant des signaux dans la direction environnante à 120 degrés, qui ensemble peuvent fournir une couverture transparente à 360 degrés.

Si nous regardons attentivement le bas de l'antenne, nous constaterons qu'il y a des brins de fins fils noirs qui s'étendent vers le bas. Ces câbles sont des lignes d'alimentation, qui servent à connecter l'unité de radiofréquence et à transmettre des ondes électromagnétiques à l'antenne. Avec l'antenne, ils forment un système d'alimentation d'antenne.

Certains seront embellis en climatiseurs, comme illustré ci-dessous :

Figure7 : Station de base en forme de climatiseur

C'est ce qu'on appelle un arbre d'aménagement paysager, qui est généralement utilisé dans des scènes telles que des parcs et des bois.

Figure 8 : Station de base de l'arbre

Les stations de base dans les zones rurales, les autoroutes, les trains à grande vitesse et les sites pittoresques sont essentiellement des tours de fer, un type bien connu du public. Les tours sont généralement construites plus haut afin de couvrir des endroits plus éloignés.

Figure9 : Station de base de la tour

Les couvertures d'embellissement sont les plus utilisées en ville, qui ressemblent à un climatiseur sur le toit.

L'antenne Spotlight est la plus largement utilisée dans les quartiers résidentiels, qui sont principalement installés sur le toit des bâtiments résidentiels. Cela ressemble à un abat-jour, mais c'est en fait une antenne, qui dessert principalement les résidents de la communauté.

Figure 10 : Antenne en forme d'abat-jour

En plus des tours d'antenne, les stations de base peuvent également être des couvercles de puits.

Pourquoi utiliser des arbres paysagers, des couvertures paysagères, des projecteurs et autres antennes ? L'un est pour la beauté de la ville, il semble plus coordonné avec les bâtiments environnants. Le second est de réduire les plaintes et les litiges. Là où il y a un signal, il y a un rayonnement, et là où il y a un rayonnement, il y a un différend.

Unité de radiofréquence : la « source de tous les maux » de rayonnement

Si nous descendons tout droit le long de la ligne d'alimentation connectée à l'antenne, nous verrons bientôt la boîte argentée cachée derrière l'antenne, qui est l'unité de radiofréquence (RF).

Figure 11 : Unité RF

RRU (Remote Radio Unit) signifie « unité de radiofréquence à distance ». Beaucoup de gens en Chine aiment l'appeler RRU, mais il y a aussi de nombreuses entreprises qui aiment l'appeler RRH, RFU. En fait, ils signifient tous la même chose ou des choses similaires.

Pourquoi utiliser le mot "à distance" ? Parce que l'unité de radiofréquence et l'unité de bande de base (à mentionner plus tard) fonctionnent ensemble, et l'unité de bande de base se trouve dans la salle des machines sous la tour, tandis que l'unité de radiofréquence est accrochée haut sur la tour, et les deux sont loin.

L'unité de radiofréquence (RRU) est principalement responsable de la génération et de l'extraction des signaux sans fil.

La génération du signal consiste à convertir les informations à envoyer en ondes électromagnétiques, puis à les transmettre à l'antenne via le chargeur, puis à les lancer dans les airs.

L'extraction de signal consiste à combiner plusieurs signaux de téléphonie mobile faibles reçus par l'antenne, à supprimer l'influence des interférences par diverses méthodes, à en extraire des informations utiles, puis à les envoyer à une unité de bande de base pour traitement.

Le RRU peut être divisé en plusieurs modules, qui sont responsables de la transmission des signaux 2G, 3G, 4G et même 5G. Beaucoup de gens pensent que si tant de signaux sont envoyés depuis une tour de fer aussi haute et large, la puissance devrait être très élevée, n'est-ce pas ? En fait, la puissance d'émission maximale d'un RRU est de 160 watts. Notez qu'il s'agit de la valeur de crête, qui n'est pas la valeur dans des circonstances normales, et la force du signal transmis pendant le temps d'inactivité est encore plus faible. Est-ce que ça fait moins peur ? Après tout, le four à micro-ondes à la maison peut facilement atteindre la puissance de 1000 watts.

Certaines personnes résistent aux stations de base à cause du soi-disant rayonnement. Eh bien, parlons du problème des radiations aujourd'hui. De la 2G à la 5G, notre technologie est de plus en plus avancée, et les fréquences utilisables sont de plus en plus hautes, mais le rayonnement des stations de base est en baisse constante. Pourquoi, parce que la station de base est devenue plus petite.

À l'ère de la 2G, nos stations de base sont énormes et elles ressemblent à ceci.

Figure 12 : Stations de base à l'ère 2G

Pourquoi est-il si grand ? Parce que cette station de base doit couvrir tous les signaux dans un rayon de 10 kilomètres et que la puissance de l'émetteur de signal doit être très importante.

Mais ce n'est pas le cas à l'ère de la 5G. La portée contrôlée par une station de base n'est que de 100 à 300 m, avec une fréquence trop élevée, une longueur d'onde trop courte et une capacité de diffraction insuffisante, il est donc inutile de construire une station de base plus grande. Peu importe que la puissance soit élevée ou faible, la zone de couverture ne sera pas affectée, de sorte que chaque station de base est construite dans une très petite taille.

Ren Zhengfei a déclaré dans une interview aux médias :

« La station de base 5G ne pèse que 20 kilogrammes, ce qui est aussi gros qu'une valise pour les documents. Nous n'avons pas besoin d'une station en forme de tour. Il peut être installé sur un poteau ou accroché au mur à volonté. Nous avons des matériaux résistants à la corrosion, qui ne seront pas corrodés pendant des décennies, nous pourrions donc mettre la 5G à la poubelle. »

Une station de base 5G n'a que cette taille, qui ressemble beaucoup à un routeur.

Illustration 13 : Station de base 5G

La puissance de cette station de base 5G est très faible, seulement 10 watts, ce qui n'est pas aussi puissant qu'une ampoule, sans parler de ces appareils électroménagers.

Sans électricité, il n'y a pratiquement pas de rayonnement. La Chine fixe des normes très strictes pour la puissance des stations de base de communication, bien supérieures aux normes américaines et européennes, seulement 40 microwatts par centimètre carré, tandis que la norme américaine est de 600 microwatts, soit 15 fois plus.

Le rayonnement du sèche-cheveux que nous utilisons habituellement est d'environ 100 microwatts/centimètre carré. Lorsque le routeur sans fil à la maison est à environ un mètre de vous, le rayonnement est d'environ 60 microwatts par centimètre carré.

La cuisinière à induction fait plus peur. Lorsque vous êtes à environ 0.5 m de la cuisinière à induction, la quantité de rayonnement produite est étonnante de 580 microwatts par centimètre carré. La raison pour laquelle les Américains ont fixé la norme de rayonnement à 600 microwatts est peut-être parce que les Américains aiment particulièrement cuisiner avec des cuisinières à induction.

En effet, lorsque la distance entre vous et l'appareil électrique augmente, la quantité de rayonnement diminue rapidement, et le rayonnement diminue de cent fois lorsque vous l'éloignez de 30 centimètres.

Par conséquent, la quantité de rayonnement émise par le téléphone portable près de votre front sera bien supérieure à celle de la station de base. La puissance du téléphone portable est en effet très faible, mais ce n'est pas le cas lorsqu'il est trop proche de vous.

À propos, lorsque le signal de la station de base est faible, le téléphone mobile augmente automatiquement la puissance de transmission de l'antenne pour capter le signal, et le rayonnement vers vous peut atteindre 50 microwatts par centimètre carré. Ces données dépassent légèrement la norme nationale mais sont bien inférieures aux normes européennes et américaines, vous n'avez donc pas à craindre que votre téléphone portable ne vous nuise.

Il est imprudent pour les gens de réduire les radiations en détruisant les stations de base. Parce que plus la station de base est faible, plus le rayonnement du signal que vous recevez est fort, sauf si vous n'utilisez pas le téléphone.

Soit dit en passant, à l'ère de la 5G, si deux téléphones portables sous le même station de base communiquent entre eux, la station de base ne transmettra plus de données entre eux, mais enverra uniquement un signal de contrôle correspondant, de sorte que les deux téléphones puissent se transmettre des signaux entre eux par eux-mêmes. Est-ce que tu sais pourquoi? Parce que la puissance du téléphone mobile est supérieure à celle d'une station de base 5G, avec une transmission de signal plus forte et plus stable, ce qui est plus rentable en économisant les ressources de la station de base.

Salles des machines : un soin minutieux

Nous avons quitté l'unité RF et suivi le cordon d'alimentation jusqu'à la partie la plus critique : la salle des machines.

Figure 14 : Salle des machines

La fonction de la salle des machines est d'abriter l'équipement central à l'intérieur, c'est-à-dire l'unité de bande de base, pour fournir l'alimentation électrique. Cela fonctionne exactement comme la tête humaine protège le cerveau délicat mais vital par un crâne dur. Par conséquent, la salle des machines ne peut pas être entrée par hasard. Non seulement il est protégé par des clôtures à l'extérieur, mais il dispose également de systèmes de gestion et de contrôle d'accès stricts. J'ai aussi peur qu'on me vole mon « cerveau ».

Figure 15 : Équipements à l'intérieur de la salle des machines

Les stations de base ont généralement une salle des machines, certaines dans un coin discret du bâtiment et d'autres sur le terrain.

Vous pouvez voir une telle petite maison sous la tour de fer :

Figure 16 : Salle des machines de la station de base de terrain

Dans le passé, les stations de base étaient construites brique par brique par les opérateurs, ce qui posait beaucoup de problèmes. . . Par conséquent, il est maintenant remplacé par une station intégrée :

Figure 17 : Salle des machines intégrée

Ils viennent avec une base, donc tout ce dont ils ont besoin, c'est que la grue trouve un endroit pour le mettre, et c'est fini (certains viennent même avec des roues, qui peuvent être retirées)

Le fonctionnement normal de la salle des machines nécessite le soutien de nombreuses ressources, tout comme les gens ont besoin d'air, d'eau et de nourriture. Tout d'abord, s'il n'y a pas d'électricité, tout doit se mettre en grève, donc le système électrique est indispensable. Il est nécessaire d'introduire d'abord le courant alternatif municipal pour fournir de l'énergie, puis de le convertir en courant continu via la source d'alimentation. Une situation anormale doit également être prise en compte : que se passe-t-il en cas de coupure de courant ? Par conséquent, il doit également être équipé d'une batterie en veille à tout moment.

De plus, étant donné que de nombreuses stations de base doivent être connectées à d'autres "frères" (stations de base) pour former un grand réseau, des équipements de transmission pour se connecter les uns aux autres sont également essentiels.

L'espace dans la salle des machines est petit et hermétique, avec une mauvaise ventilation. Le BBU, l'alimentation électrique et les équipements de transmission émettent tous de la chaleur en continu lorsqu'ils fonctionnent. Lorsque la chaleur s'accumule et fait monter la température, tout comme une personne qui a de la fièvre, mon cerveau — — le BBU fonctionne mal. Par conséquent, la climatisation est également indispensable.

Unité de bande de base : mon cerveau

Dans une armoire au hasard à l'intérieur de la salle des machines, vous pouvez voir une boîte d'environ dix centimètres de haut et moins d'un demi-mètre de large, qui est remplie de câbles, avec des voyants LED verts sur le panneau qui clignotent rapidement, et accompagnés du sifflement de le ventilateur tourne.

Figure 18 : Diagramme schématique du BBU

C'est mon cerveau - la légendaire unité de bande de base BBU. La fonction du BBU est de compléter le traitement des informations d'origine, qui peuvent ensuite être envoyées au RRU pour générer un signal radio, puis envoyées au téléphone mobile via l'antenne. A l'inverse, le signal envoyé par le téléphone mobile est également reçu par l'antenne, et après un traitement préliminaire par le RRU, il parvient finalement au BBU pour en extraire l'information.

Figure 19 : Vue de face du BBU

Le BBU ne peut pas être exposé à la pluie, il est donc généralement placé à l'intérieur (c'est-à-dire dans l'armoire de la salle des machines).

Figure20 : Schéma de principe à l'intérieur de l'armoire

Il peut également y avoir des équipements d'alimentation de l'armoire et des équipements de transmission dans l'armoire, facilement identifiables :

L'équipement électrique a généralement beaucoup de lignes rouges, noires et bleues (lignes électriques), avec beaucoup d'interrupteurs à bascule. Le dispositif de transmission a généralement de nombreux ports de fibre optique et ports réseau, et est inséré avec de nombreux jaunes câbles à fibres optiques.

BBU, RRU et antenne sont les "organes" centraux de mon corps. Ils travaillent ensemble pour aider mon corps à fonctionner normalement et à remplir des fonctions de communication telles que passer des appels, envoyer des SMS et surfer sur Internet. Je ne me bats jamais seul et je suis meilleur pour travailler avec plusieurs « frères », car le pouvoir d'un individu est trop petit. Si une station de base est une lampe, combien de lampes sont nécessaires pour éclairer une ville, et combien de lampes sont nécessaires pour éclairer un pays ?

En fait, dès 2018, il y avait déjà 6.48 millions de stations de base à travers le pays. Mes frères et moi, comme des cellules, sommes étroitement connectés les uns aux autres pour former un réseau, fournissant des services de communication avec une couverture transparente pour tout le monde. C'est ma mission, peu importe à quel point je suis dur, peu importe à quel point je suis incompris, je n'aurai aucun regret.

Répéteurs

Ce qui suit est un répéteur, qui ressemble plus à un RRU.

Figure21 : Répéteur

Le répéteur est en fait un répéteur de signal, qui amplifie les signaux de radiofréquence de liaison montante et descendante, et est utilisé pour résoudre le problème de couverture des zones de signal aveugles et faibles. Le répéteur est bon marché, avec un coût bien inférieur à celui d'une station de base. Maintenant, les répéteurs ne sont pas très courants.

Système de distribution intérieur

La couverture du signal intérieur a toujours été un gros problème. Les stations de base sont généralement construites sur des points élevés tels que le toit des bâtiments. Une fois que les gens entrent dans le bâtiment, les téléphones portables ont tendance à perdre le signal, en particulier dans les sous-sols, les parkings et les ascenseurs.

Par conséquent, pour l'environnement intérieur, un système de distribution intérieure sera spécialement aménagé, souvent appelé « distribution intérieure » dans l'industrie. La « distribution intérieure » ​​est en fait le relais secondaire et la couverture améliorée du signal. Le chargeur est connecté à partir de la source (telle qu'une station de base microcellulaire ou un répéteur), puis envoyé à chaque pièce ou canal, puis l'antenne est utilisée pour envoyer le signal.

Figure22 : Système de distribution intérieur

L'objet ressemblant à une tétine que l'on voit souvent au sommet du bureau est l'antenne de plafond omnidirectionnelle de « distribution intérieure ».

Figure23 : Antenne de plafond omnidirectionnelle

Stations de base miniaturisées

De nos jours, les stations de base évoluent vers la miniaturisation. D'une part, il ne prend pas beaucoup de place (économie de loyer = économie d'argent), d'autre part, il est économe en énergie et respectueux de l'environnement (économie d'électricité = économie d'argent), et enfin le déploiement est plus pratique et plus rapide (économie de travail = économie d'argent). Si la station de base est miniaturisée, il s'agit d'une combinaison de BBU et de RRU, ou de la combinaison de la RRU et de l'antenne, ou de l'intégration de la BBU, de la RRU et de l'antenne.

Est-ce similaire au routeur Wi-Fi à la maison ? Elle s'appelle Femto, ce qui signifie "quadrillionième", et c'est une station de base domestique à faible puissance et à faible portée.

Figure 24 : Femtocellule

Conclusion:

La station de base est l'appareil le plus mal compris dont tout le monde ne peut se passer. Ce n'est pas mystérieux du tout, et ce n'est pas effrayant. Il y a beaucoup de gens dans l'industrie des communications qui s'y consacrent.