BBU - Baseband Unit¶

BBU (Baseband Unit) — це "мозок" базової станції LTE. Він відповідає за обробку цифрового сигналу, управління з'єднаннями абонентів та комунікацію з ядром мережі (EPC).

💡 Роль BBU в архітектурі

BBU виконує всю "інтелектуальну" роботу: кодування/декодування, планування ресурсів, handover. Радіочастина (RRU) лише підсилює та передає сигнал.

Архітектура¶

flowchart TB
    subgraph core["Ядро мережі (EPC)"]
        MME["MME<br/>Сигналізація"]
        SGW["S-GW<br/>Дані"]
    end

    subgraph bbu["BBU"]
        direction TB
        CTRL["Control Plane<br/>S1-MME"]
        USER["User Plane<br/>S1-U"]
        PROC["Baseband Processing<br/>Кодування/Декодування"]
        SCHED["Scheduler<br/>Resource Allocation"]
    end

    subgraph radio["Радіочастина"]
        RRU1["RRU Sector 1"]
        RRU2["RRU Sector 2"]
        RRU3["RRU Sector 3"]
    end

    MME <-->|S1-MME| CTRL
    SGW <-->|S1-U| USER
    CTRL <--> PROC
    USER <--> PROC
    PROC <--> SCHED
    SCHED <-->|CPRI| RRU1
    SCHED <-->|CPRI| RRU2
    SCHED <-->|CPRI| RRU3

    style bbu fill:#dbeafe
    style core fill:#d1fae5
    style radio fill:#fef3c7

Функції BBU¶

Функція	Опис
Baseband Processing	Модуляція/демодуляція, кодування/декодування
Resource Scheduling	Розподіл PRB (Physical Resource Blocks)
Handover Management	Передача UE між сотами
S1 Interface	Зв'язок з EPC (MME, S-GW)
CPRI Processing	Обмін IQ-сигналами з RRU
Synchronization	GPS/IEEE 1588 синхронізація

Технічні характеристики¶

Параметр	Типові значення
Напруга живлення	-48V DC
Споживана потужність	200-500W
Робоча температура	-40°C до +55°C
Вологість	5-95% (без конденсату)
Охолодження	Примусове (вентилятори)

⚠️ Критичність живлення

BBU потребує безперебійного живлення. При відключенні — вся сота падає. Обов'язковий UPS з автономністю мінімум 15-30 хвилин.

Інтерфейси¶

CPRI (Common Public Radio Interface)¶

flowchart LR
    BBU["BBU<br/>CPRI Port"]
    FIBER["Оптоволокно<br/>до 40 км"]
    RRU["RRU<br/>CPRI Port"]

    BBU <-->|"IQ Data<br/>9.8 Gbps"| FIBER
    FIBER <--> RRU

    style FIBER fill:#fef3c7

Параметр	Значення
Швидкість	614 Mbps — 9.8 Gbps
Тип волокна	Single Mode (SM)
Конектор	LC/SFP+
Максимальна відстань	до 40 км
Latency	< 5 μs

S1 інтерфейс (до EPC)¶

Інтерфейс	Протокол	Призначення
S1-MME	SCTP/IP	Сигналізація (Attach, Handover)
S1-U	GTP-U/UDP/IP	User data (трафік абонентів)

Management¶

Інтерфейс	Протокол	Призначення
OAM	SNMP, TR-069	Моніторинг, конфігурація
Console	SSH/Serial	Діагностика
NTP/PTP	IEEE 1588	Синхронізація

Конфігурація¶

Базові параметри¶

# Приклад конфігурації (vendor-specific)

# Мережеві налаштування
IP Address: 10.10.10.100/24
Gateway: 10.10.10.1
VLAN OAM: 100
VLAN S1: 200

# S1 інтерфейс
MME IP: 10.10.20.10
S-GW IP: 10.10.20.20

# Синхронізація
NTP Server: 10.10.10.1
GPS: Enabled

# Сота
Cell ID: 1
TAC: 1
PLMN: 255/01
Bandwidth: 20 MHz

Параметри соти¶

Параметр	Опис	Типове значення
Cell ID	Ідентифікатор соти	1-268435455
TAC	Tracking Area Code	1-65535
PLMN	MCC/MNC	255/01 (тестова)
Bandwidth	Ширина каналу	5/10/15/20 MHz
PCI	Physical Cell ID	0-503

Взаємодія BBU-RRU¶

sequenceDiagram
    participant UE as 📱 UE
    participant RRU as 📡 RRU
    participant BBU as 🖥️ BBU
    participant EPC as 🌐 EPC

    Note over UE,EPC: Передача даних (Downlink)

    EPC->>BBU: IP пакет (S1-U)
    BBU->>BBU: Кодування, модуляція
    BBU->>RRU: IQ samples (CPRI)
    RRU->>RRU: D/A, підсилення, фільтрація
    RRU->>UE: RF сигнал

    Note over UE,EPC: Передача даних (Uplink)

    UE->>RRU: RF сигнал
    RRU->>RRU: A/D, фільтрація
    RRU->>BBU: IQ samples (CPRI)
    BBU->>BBU: Демодуляція, декодування
    BBU->>EPC: IP пакет (S1-U)

Діагностика та Troubleshooting¶

Індикатори¶

LED	Зелений	Жовтий	Червоний
PWR	Норма	—	Немає живлення
RUN	Працює	Завантаження	Помилка
ALM	Норма	Minor alarm	Major alarm
CPRI	Link Up	—	Link Down
S1	Connected	—	Disconnected

Типові проблеми¶

Симптом	Можлива причина	Рішення
CPRI Link Down	Обрив оптики	Перевірити SFP, патч-корд
S1 Connection Failed	Неправильний IP	Перевірити IP, маршрути
Немає GPS Lock	Антена, кабель	Перевірити GPS антену
High CPU	Навантаження	Перевірити кількість UE
Thermal Alarm	Перегрів	Перевірити вентиляцію

Команди діагностики¶

# Статус з'єднань
show cpri status
show s1 connection
show cell status

# Моніторинг ресурсів
show cpu usage
show memory usage
show temperature

# Логи
show alarm active
show log recent 50

srsRAN як BBU¶

В контексті UMTC ми використовуємо srsRAN (srsENB) як software BBU:

flowchart LR
    subgraph server["Сервер"]
        srsENB["srsENB<br/>(Software BBU)"]
    end

    subgraph sdr["SDR"]
        LIME["LimeSDR<br/>(замість RRU)"]
    end

    subgraph core["Core"]
        srsEPC["srsEPC або<br/>Open5GS"]
    end

    srsENB <-->|USB 3.0| LIME
    srsENB <-->|S1| srsEPC

    style server fill:#dbeafe
    style sdr fill:#fef3c7

Традиційна архітектура	srsRAN
BBU (hardware)	srsENB (software)
RRU + Antenna	LimeSDR + Antenna
EPC (hardware)	srsEPC / Open5GS

ℹ️ Обмеження srsRAN

Software BBU на звичайному ПК обмежений ~10 UE через затримки USB та CPU. Для більшої ємності потрібен hardware BBU або USRP з 10GbE.

Пов'язані теми¶

RRU — радіочастотний модуль
srsENB — software eNodeB
srsRAN — огляд стеку
Архітектура UMTC — загальна архітектура