Ponti Radio

Configurazioni, operatività e Vendor

Intro

I Ponti Radio (o MicroWave Link) sono delle antenne direttive altamente specializzate che irradiano e/o ricevono microonde. Esse vengono usate principalmente, nell’ambito della rete di trasporto di un operatore mobile, per collegare una o più stazioni radio base alla rispettiva dorsale geografica. Vengono detti MicroWave Link perchè, come suggerisce il termine inglese, la loro frequenza di lavoro è decisamente più alta di quelle usate per le SRB, dai 7 Ghz fino ad arrivare ai 40-60 Ghz. Trattandosi comunque di frequenze licenziate, come quelle per la telefonia cellulare, ogni operatore possiede differenti larghezze di banda che può tuttavia decidere di allocare come meglio ritiene. Infatti una tratta radio può avere allocati 28 Mhz di spettro in banda 18 Ghz nonostante l’operatore abbia 100 Mhz di larghezza di banda in concessione.

Questa pratica è altamente diffusa per 2 motivi principali:

1. Essendo le risorse radio preziose e limitate, si alloca alla singola tratta solo lo spettro ritenuto necessario.
2. Adottando centri banda diversi, link nella stessa area geografica possono incrociarsi senza nessuna interferenza reciproca dato che operano in sezioni dello spettro separate.

Sfruttando l’esempio precedente possiamo anche venire a conoscenza della cosiddetta topologia dei link mw, ne esistono diversi tipi a seconda delle necessità (per questo esempio verrà assunto A come punto di collegamento delle stazioni radio base alla rete geografica dell’operatore):

• Punto Punto: collegamento con 1 hop (1 tratta) fra la SRB e il punto fibra, Tratta AB
• Punto Multi Punto: da una SRB partono 2 o più tratte verso altrettante SRB, Tratte AB, AC e CD, CE
• Cascata: collegamento con 2 o più hop fra la SRB e il punto fibra, Tratta AC-CD. E' altresì possibile che da uno o più punti intermedi della tratta si diramino altre tratte del tipo Multipunto, come nel caso della CD e CE
• Anello: collegamento di più SRB fra di loro con più hop che risultano essere ridondanti, Tratta AC-CE-EF-FB-BA. Se per un qualsiasi motivo uno degli hop precedentemente elencati dovesse smettere di funzionare ogni nodo sarà perfettamente raggiungibile dalla tratta secondaria, percorsa in senso inverso

Costituzione

Il ponte radio nel suo insieme è costituito da 3 elementi:

• Antenna: direttiva “a forma di parabola” di cui ne esistono 3 tipi diversi:
  • Classe 1: antenna con alti livelli di interferenza
  • Classe 2: antenna con medio-bassi livelli di interferenza
  • Classe 3-4: antenna con bassissimi livelli di interferenza
  • Note importanti: l’antenna può avere singola (orizzontale o verticale, H o V) o doppia (sia H che V) polarizzazione e può supportare una o più frequenze contemporaneamente. Queste proprietà si dimostrano importantissime a seconda del tipo di montaggio delle ODU
• ODU: acronimo per OutDoor Unit, è l’unità responsabile della “generazione” delle microonde irradiate dall’antenna. Esistono diversi vendor:
  • Ericsson
  • Huawei
  • SIAE Microelettronica
  • Alcatel Lucent / Nokia
• IDU: acronimo per InDoor Unit, è l’unità da interno che invia le informazioni da modulare alla ODU, ha funzionalità di controllo, switching, VPN L2 e L3 e modulazione
  • Ericsson MINI-LINK
    • PFU3 = alimentatore 48V, ce ne sono 2 per ridondanza
    • FAU2 = ventola di raffreddamento
    • NPU = node processor unit, fornisce interfacce Ethernet Gigabit (e anche E1) per il collegamento del ponte alla bbu e il controllo locale tramite vlan emulata su connettore mini usb
    • MMU2(max 512QAM) = modem unit, è l’interfaccia che permette il collegamento con l’ODU, ne è richiesta una per ODU, può supportare l’XPIC tramite cavo Eth e il modello E ed F supportano l’input tramite SFP ottico/elettrico
    • LTU = line termination unit, interfeccia per mux flussi E1, attualmente in disuso
    • ETU = ethernet interface unit, fornisce ulteriori interfacce ottico elettriche gigabit e capacità di switching
  • Huawei Optix 950
    • PIU = alimentatore 48V, ce ne sono 2 per ridondanza
    • FAN = ventola di raffreddamento
    • CSH/CSHU = fornisce interfacce ethernet, controllo locale e capacità di switching fino a 10 Gbit. La CSHU fornisce anche capacità di routing
    • ISU2(max 256QAM)/ISV3(max 2048QAM XPIC)/IMS6(max 4096QAM XPIC) = schede IF che permettono il collegamento con l’odu
    • EM6F = fornisce ulteriori interfacce ethernet gigabit sia ottiche che elettriche
    • MD1 = tributary E1 smart board, non più in uso

Configurazioni Software e Hardware

• Le possibili configurazioni lato software sono virtualmente infinite e, quindi, non verranno approfondite nello specifico. Tuttavia le velocità massime teoriche per singola ODU sono influenzate da:

1. Larghezza di banda o Channel Spacing: 7, 14, 28, 40 o 56 Mhz. Maggiori i Mhz, Maggiori le performance teoriche
2. Modulazione: le più diffuse sono C-QPSK, 4 QAM, 16 QAM, 64 QAM, 128 QAM, 256 QAM, 512 QAM. Di solito viene impostata come massima 256 o 512 e poi viene attivata l’opzione di auto adattamento per ridurre gli errori in caso di ostruzione della tratta (ad esempio per un temporale). Migliore la modulazione, Migliori le performance a scapito di maggiore suscettibilità degli errori e minore portata del link

• Lato hardware invece possiamo identificare i 4 tipi di configurazione più comuni a seconda del numero di odu attestate per antenna. A titolo meramente speculativo e generalista la velocità massima per ODU è di circa 400-500 Mpbs simmetrici con anche larga diffusione dei profili da 150, 230 e 330 Mbps.
  Il tier standard è quindi 1+0 dove 1 indica il numero di odu attive e lo 0 il numero di quelle attive in ridondanza (o spare). Aumentando il numero delle odu attive si va quindi a raddoppiare, o addirittura quadruplicare, la velocità massima teorica del link radio.

1. 1+0 (pol H o V)
   Split Mount
2. 2+0 (pol H e V in simultaneo)
3. 4+0 (pol H e V in simultaneo su 2 frequenze diverse contemporaneamente)
4. 1+1 (pol H o V per la odu attiva e l’altra non usata per quella ridondante)
   Esteticamente identici ai 2+0