CMO - BTS

BTS (Base transceiver station)

Uma estação transceptora base (BTS) ou site da célula é um equipamento que possibilita a comunicação sem fio entre equipamentos de usuário (UE) e uma rede. UEs são dispositivos como telefones celulares, computadores com ligação à Internet sem fio, Wi-Fi e WiMAX, etc. A rede pode ser de qualquer uma das tecnologias de comunicação sem fio, como GSM, CDMA, WLL, WAN, WiFi, WiMAX, etc.

A BTS está conectada a uma central de Comutação e Controle (CCC) que tem interconexão com o serviço telefônico fixo comutado (STFC) e a outras CCC´s, permitindo chamadas entre os terminais celulares e deles com os telefones fixos comuns.

A BTS provê as conexões de interface aérea com a MS (Mobile Station). Basicamente, os elementos que formam a BTS são:

- Hardware de radiofrequência;
- Antenas;

No projeto de instalação de uma BTS típica, os seguintes elementos são considerados:

- Local onde será implantada a estação;
- Infra-estrutura para a instalação dos equipamentos de telecomunicações, incluindo a parte civil, elétrica, climatização e energia CC com autonomia em caso de falta de energia através de baterias e em alguns casos um grupo de motores geradores (GMG);
- Torre para colocação de antenas para a comunicação com os terminais móveis e enlace de rádio ou outro meio de transmissão para a CCC;
- Equipamentos de Telecomunicações.

A BTS é também referida como estação rádio base (RBS) no sistema TDMA e como node-B (em redes 3G) ou, simplesmente, a estação base (BS). Para a discussão do padrão LTE o termo eNB é amplamente utilizado para a abreviação do termo node-B.

A BTS nas Comunicações Móveis

Uma rede GSM é composta por três subsistemas:

- O subsistema de rede e de comutação (NSS) - compreendendo uma MSC e os seus registros associados;
- O subsistema de estação base (BSS) - compreendendo uma BSC e várias BTS´s;
- As operações dos sistemas de suporte - para a manutenção da rede.

Embora o termo BTS possa ser aplicado a qualquer um dos padrões de comunicação sem fio, ele é geral e comumente associado com tecnologias de comunicação móvel como GSM e CDMA. A este respeito, a BTS faz parte do subsistema de estação base (BSS), sendo a evolução para a gestão do sistema. Ela também pode ter equipamento para criptografar e descriptografar comunicações, ferramentas de espectro de filtragem (filtros passa-banda),etc. Antenas também podem ser consideradas como componentes da BTS em um sentido geral, facilitando o funcionamento da BTS. Normalmente, uma BTS terá vários transceptores (TRXs) que lhe permitem servir várias frequências diferentes e diferentes setores da célula (no caso das estações de base setorizada). A BTS é comandada por um controlador de estação base pai através da função de controle de estação base (BCF). O BCF é implementado como uma unidade discreta ou mesmo incorporados em um TRX em estações de base compacta. A BCF fornece uma conexão de operações e manutenção (O & M) para o sistema de gerenciamento de rede (NMS), ele gerencia estados operacionais de cada TRX, bem como a movimentação de software e coleta de alarmes. A estrutura básica e funções da BTS continuam as mesmas, independentemente das tecnologias sem fio.

Tipos de BTS´s

As estações possuem basicamente dois tipos de BTS´s, conforme a seguir:

- Greenfield => São instaladas em terrenos, ou seja, no solo;
- Roof Top => São instaladas em pavimentos de cobertura de edifícios.

Ambas as estações podem utilizar equipamentos de telecomunicações "indoors" (dentro de compartimentos), cujas características de fabricação determinam a necessidade de uma infra-estrutura de climatização, como também podem utilizar equipamentos "outdoors" (fora de compartimentos), que são unidades autônomas, previamente concebidas para exposição ao ar livre e dimensionadas para obter uma ventilação apropriada.

Etapas de Implantação de uma BTS

A implantação de uma BTS é um processo complexo pois implica em atender uma série de objetivos multidiciplinares e muitas vezes difíceis de conciliar. Este quadro é agravado quando se implanta uma rede nova com grande quantidade de BTSs e com um prazo reduzido.

Uma vez definida as necessidades de implantação de um sistema celular novo ou a expansão de um sistema existente pela implantação de uma BTS ou conjunto de BTS o passo inicial é a elaboração do projeto de RF que irá estabelecer as especificações para a localização do site, equipamento e altura das antenas.

Inicia-se então o processo de implantação da ERB cujas principais etapas são:

• Site Acquisition

Nesta etapa são feitos a seleção e a negociação do local para a implantação da BTS, elaborados os projetos da infra-estrutura e dado início ao processo de obtenção de licenças para implantação da BTS.

Esta etapa é a mais complexa e de difícil execução pois implica em selecionar e negociar um local (site) para implantação da ERB que atenda uma série de objetivos muitas vezes difíceis de conciliar como:

- Localização ótima do ponto de vista do projeto de RF de forma a otimizar a cobertura do sistema celular.
- Visada para enlace rádio de comunicação com a CCC ou disponibilidade outro meio de comunicação como fibra óptica.
- Local disponível para compra ou aluguel de longo prazo, com documentação e a preços acessíveis.
- Possibilidade de Atendimento da legislação local para obtenção de licenças junto a prefeitura e demais órgãos federais, incluíndo a Anatel.
- Evitar altos custos de implantação civil principalmente no item fundações e reforços estruturais.
- Prazo de implantação.

Esta etapa implica na execução das seguintes atividades que ocorrem muitas vezes de forma simultânea:

Busca

O projeto de RF produz um “search ring” que delimita uma área para procura do site e serve de base para a seleção de locais onde se possa implantar a BTS. Normalmente procura-se selecionar 3 (três) locais candidatos para implantação de uma BTS.

Qualificação

Os três candidatos selecionados passam por um processo de avaliação de forma a que sejam aceitos ou rejeitados e ordenados em termos de prioridade. Esta avaliação implica em verificar premissas como:

- Acessibilidade;
- Fornecimento de Energia;
- Implantação civil e legalizações;
- Cobertura de RF e interferências;
- Visada de TX e interferências.

Negociação

Uma vez definidos os candidatos e verificada a documentação legal do imóvel passa-se a negociar com o proprietário do imóvel um contrato de compra ou locação.

Licenças e Autorizações

Aspectos legais podem ser em muitos casos os maiores responsáveis por atrasos na implantação das BTSs devido a inexistência de legislação em muitas prefeituras e a pressões da vizinhança temerosa de ver o seu imóvel desvalorizado pela presença de uma torre de celular.

Mencionamos abaixo alguns dos projetos para aprovações junto aos órgãos competentes que deverão ser observados e cujos processos deverão ser encaminhados aos respectivos órgãos:

- Arquitetura junto a Prefeitura Municipal;
- Combate a Incêndio junto ao Corpo de Bombeiros;
- Ligação de água e esgoto junto à Concessionária Local;
- Entrada e medição de energia junto à Concessionária Local;
- Telefonia fixa junto à Concessionária Local;
- Torre junto ao Ministério da Aeronáutica;
- Licenciamento da Estação junto a Anatel incluindo relatório de conformidade de radiação eletromagnética.

A lei 11934/09, editada em 05 de maio de 2009, dispõe sobre limites à exposição humana a campos elétricos, magnéticos e eletromagnéticos, e aplica-se aos projetos de implantação de BTSs. Essa lei regula a emissão de campos eletromagnéticos das estações de radiocomunicação, e indica procedimentos que devem ser considerados tanto no projeto das estações, como durante a sua fase de teste, homologação e operação.

• Construção

Nesta etapa é implantada toda a infra-estrutura, civil, elétrica, de climatização e energia CC.

Infra-estrutura para equipamentos

Geralmente as BTSs são construídas com equipamentos “indoor” que necessitam de uma infra-estrutura de climatização.

A solução adotada é a utilização de alojamentos pré-fabricados (contêineres por exemplo) ou adaptações de salas ou edificações existentes. No caso do contêiner é necessário a preparação de uma base para sua instalação.

A infra-estrutura elétrica envolve a instalação de eletrodutos, cabos, aterramento, entrada de energia e ligação de energia pela Concessionária.

Um dos aspectos mais fundamentais nesta instalação é a questão da disponibilidade pelas concessionárias públicas da rede de energia elétrica por onde o site está localizado. Daí a importância na negociação rápida com estes órgãos, caso haja a necessidade de expansão dessa rede.

Uma vez construída a infra-estrutura civil e elétrica é possível instalar o ar-condicionado, baterias e equipamentos de Energia CC. No caso de contêiner estes equipamentos podem ser pré-instalados antes do contêiner ser enviado para o site.

A entrega destes equipamentos no site necessita ser muita bem coordenada pois, por vezes o site não comporta espaço para armazenamento.

Torre para antenas

Antenas podem ser fixadas em torres, postes, cavaletes e mastros, podendo este último ser montado tanto na cobertura como na lateral da edificação, de acordo com a necessidade de cobertura e visada do site.

A implantação de uma torre envolve a construção de uma fundação e a sua montagem.

A fundação da Torre depende do tipo de solo encontrado no terreno. A escolha do tipo mais conveniente pode ter impacto fundamental no prazo e custos da construção site. Os tipos mais comuns são:

- Tubulão: fundação profunda, constituída de uma base de apoio e uma haste ambos em concreto com escavação manual;
- Radies: fundações rasas, constituídas de uma base plana de concreto;
- Estacas: fundações profundas, constituídas de longos segmentos de concreto ou metal, com perfuração mecânica, podendo ser tanto pré-fabricadas como moldadas in loco.

Em cada caso deverá ser analisado o perfil do solo e, conseqüentemente, o melhor custo X benefício, de acordo com as diretrizes do engenheiro estrutural. Geralmente as fundações rasas são mais econômicas.

Após a conclusão da fundação é feita a Montagem da Torre com o suporte para as antenas e acessórios como esteiras, escadas, plataformas, para-raio e luzes de sinalização.

Especial cuidado deve ser tomado na verificação de liberação da instalação por órgãos públicos, tais como: prefeituras municipais e COMAR (Comandos Regionais da Aeronáutica). Não é incomum o descuido com este aspecto, e durante a montagem da torre, haver embargo da instalação. Por vezes a construção conta apenas com uma autorização preliminar por parte dos órgãos públicos, e que no momento da instalação, por mobilização de vizinhanças de moradores, pode impedir a licença definitiva.

• Instalação de Teleco

Nesta etapa são instalados os equipamentos de Teleco

Uma vez implantada a BTS, ela deve passar por uma fase de aceitação onde é testada a sua integração com o restante da rede celular em que será ativada.

Estas etapas aplicam-se a cada BTS, seja ela parte de um novo sistema em implantação ou expansão de uma rede existente.