বেস স্টেশনগুলিতে বিবিইউ এবং আরআরইউ কীভাবে দক্ষতার সাথে সহযোগিতা করে?

সিগন্যাল প্রসেসিং-এ বেসব্যান্ড ইউনিট (বিবিইউ)-এর কাজ এবং দায়িত্ব

আধুনিক বেস স্টেশনগুলির কেন্দ্রে রয়েছে বেসব্যান্ড ইউনিট (BBU), যা সংকেত প্রক্রিয়াকরণের সমস্ত ধরনের গুরুত্বপূর্ণ কাজ পরিচালনা করে। মডুলেশন এবং ডিমডুলেশন, ত্রুটি সংশোধনের বিষয়গুলির পাশাপাশি PDCP, RLC এবং RRC সহ বিভিন্ন স্তরে প্রোটোকল পরিচালনা করা এর অন্তর্ভুক্ত। যা বাতাসের মাধ্যমে প্রেরণ করা হয় তার আগে, এই ইউনিটটি নিশ্চিত করে যে এটি LTE এবং 5G NR নেটওয়ার্কগুলি নিয়ন্ত্রণ করা 3GPP মানগুলির সাথে সম্পূর্ণভাবে মিলে যাচ্ছে। BBU-এর বিশেষত্ব হল এটি নিয়ন্ত্রণ তলের কাজগুলিকে সিস্টেমের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত প্রকৃত ডেটা থেকে আলাদা করে। যখন হ্যান্ডওভার ব্যবস্থাপনার মতো বিষয়গুলি সাধারণ ডেটা প্রবাহ থেকে আলাদা হয়ে যায়, তখন এটি আরও বুদ্ধিমান সম্পদ বরাদ্দের সম্ভাবনা খুলে দেয়। তখন নেটওয়ার্কগুলি ট্রাফিক হঠাৎ বৃদ্ধি বা হ্রাস পেলে তাৎক্ষণিকভাবে খাপ খাইয়ে নিতে পারে, চূড়ান্ত ব্যবহারের সময়েও কার্যক্রম মসৃণভাবে চালিয়ে যেতে পারে।

RF রূপান্তর এবং অ্যান্টেনা ইন্টারফেসিং-এ রিমোট রেডিও ইউনিট (RRU)-এর ভূমিকা

রিমোট রেডিও ইউনিট (RRU) এন্টেনাগুলির ঠিক পাশেই অবস্থিত, যেখানে এটি সেই বেসব্যান্ড সংকেতগুলিকে 2.6 GHz বা 3.5 GHz ফ্রিকোয়েন্সির মতো আসল রেডিও তরঙ্গে রূপান্তরিত করে। এই অবস্থান সংকেতের ক্ষতি কমাতে সাহায্য করে যা বেশ খারাপ হতে পারে - বিশেষ করে এই উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে সাধারণ কোঅক্স ক্যাবল ব্যবহার করার সময় প্রতি 100 মিটারে প্রায় 4 dB। RRU-এর আসল কাজ কী? এটি ডাউনস্ট্রিম ডেটা প্রেরণের জন্য ডিজিটাল তথ্যকে আবার অ্যানালগ ফর্মে রূপান্তর করে, ডিভাইসগুলি থেকে ফিরে আসা দুর্বল সংকেতগুলি বাড়িয়ে তোলে খুব বেশি শোরগোল না যোগ করে, এবং 700 MHz থেকে শুরু করে 3.8 GHz পর্যন্ত একাধিক ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে ক্যারিয়ার অ্যাগ্রিগেশন নামক কিছুর মাধ্যমে কাজ করে। এই ইউনিটগুলিকে এন্টেনার কাছাকাছি রাখা নেটওয়ার্কগুলিকে আরও দ্রুত প্রতিক্রিয়া দেখাতে সাহায্য করে। পরীক্ষায় দেখা গেছে যে সরঞ্জামের অবস্থানগুলির মধ্যে দীর্ঘ ক্যাবলের উপর নির্ভরশীল পুরানো সিস্টেমগুলির তুলনায় ল্যাটেন্সি প্রায় 25% কমে যায়।

পরিপূরক কাজের প্রবাহ: BBU এবং RRU কীভাবে এন্ড-টু-এন্ড সংকেত স্থানান্তর সক্ষম করে

CPRI বা eCPRI প্রোটোকল ব্যবহার করে উচ্চ-গতির ফাইবার লিঙ্কের মাধ্যমে BBU এবং RRU একসাথে কাজ করে ডিজিটাল প্রসেসিং থেকে শুরু করে এয়ার ট্রান্সমিশন পর্যন্ত একটি অবিচ্ছিন্ন সিগন্যাল চেইন গঠন করে।

এই বিতরণকৃত আর্কিটেকচার শহরাঞ্চলে স্পেকট্রাল দক্ষতা 32% উন্নত করে BBU-গুলি কেন্দ্রীভূত করে এবং RRUs-গুলিকে টাওয়ারের শীর্ষে স্থাপন করে। পৃথকীকরণটি স্বাধীন আপগ্রেড করার অনুমতি দেয় এবং বিশেষ করে O-RAN ইকোসিস্টেমগুলির বিকাশের ক্ষেত্রে এটি খুব উপকারী।

ফাইবার ভিত্তিক ফ্রন্টহল সংযোগ: CPRI এবং eCPRI ব্যবহার করে BBU এবং RRU সংযুক্ত করা

BBU-RRU যোগাযোগে উচ্চ-গতির ফাইবার অপটিক লিঙ্ক

অপটিক্যাল ফাইবার কেবলগুলি আজকের ফ্রন্টহল নেটওয়ার্কের মূল ভিত্তি গঠন করে, যা BBUs-কে RRUs-এর সাথে সংযুক্ত করার সময় উচ্চ ব্যান্ডউইথ এবং সর্বনিম্ন লেটেন্সি নিশ্চিত করে। এই কেবলগুলি প্রতি সেকেন্ডে 25 গিগাবিটের বেশি ডেটা গতি সামলাতে পারে, যার অর্থ হল যে এগুলি বিদ্যুৎ-চৌম্বকীয় ব্যাঘাতের কোনও সমস্যা ছাড়াই সেই ডিজিটাইজড রেডিও সংকেতগুলি নির্ভরযোগ্যভাবে বহন করে— যা ঘনবসতিপূর্ণ শহরাঞ্চলে খুবই গুরুত্বপূর্ণ যেখানে একসাথে অনেক সরঞ্জাম চলছে। CPRI স্ট্যান্ডার্ড BBU-তে বেসব্যান্ড প্রসেসিং এবং RRU দ্বারা সম্পাদিত RF কাজের মধ্যে সিঙ্ক্রোনাইজেশন বজায় রাখতে দ্বি-দিকনির্দেশক ফাইবারের সাথে কাজ করে। এই সিঙ্ক্রোনাইজেশন সিস্টেমের শুরু থেকে শেষ পর্যন্ত ভালো সংকেতের গুণমান বজায় রাখতে সাহায্য করে।

CPRI বনাম eCPRI: ফ্রন্টহল দক্ষতা এবং ব্যান্ডউইথ ব্যবস্থাপনার জন্য প্রোটোকল

যত আমরা 5G নেটওয়ার্কের দিকে এগোচ্ছি, অনেক অপারেটরই এখন এনহান্সড CPRI বা সংক্ষেপে eCPRI নামক জিনিসটি গ্রহণ করছে। eCPRI-এর বিষয়টি আকর্ষক কারণ এটি পুরানো CPRI-এর তুলনায় ব্যান্ডউইথের চাহিদা দশগুণ পর্যন্ত কমিয়ে দেয়। ঐতিহ্যবাহী CPRI অবশ্য ভিন্নভাবে কাজ করে। এটি প্রতিটি এন্টেনার জন্য আলাদা ফাইবার সংযোগ প্রয়োজন করে এবং লেয়ার 1 অপারেশন নামে পরিচিত কিছুর সাথে স্থির থাকে। কিন্তু সমস্যা হলো: যখন আজকাল খুব সাধারণ হয়ে উঠা বড় MIMO সেটআপগুলি নিয়ে কাজ করা হয়, তখন সাধারণ CPRI ঠিকমতো স্কেল করতে পারে না। এখানেই eCPRI উজ্জ্বল হয়ে ওঠে। ইথারনেট-ভিত্তিক পরিবহন পদ্ধতিতে রূপান্তরিত হয়ে, এটি বহু দূরবর্তী রেডিও ইউনিটকে স্ট্যাটিসটিক্যাল মাল্টিপ্লেক্সিং নামে কিছুর মাধ্যমে সম্পদ ভাগ করার অনুমতি দেয়। ফলাফল? ফ্রন্টহল দক্ষতার ক্ষেত্রে অনেক ভালো কর্মক্ষমতা, অতিরিক্ত অবস্থার খরচ ছাড়াই।

এই বিবর্তনটি ফ্রন্টহলের খরচ 30% কমায় এবং স্কেলযোগ্য মিলিমিটার-ওয়েভ প্রযুক্তি বিস্তারকে সমর্থন করে।

ফ্রন্টহল ডিজাইনে ল্যাটেন্সি, ধারণক্ষমতা এবং সিঙ্ক্রোনাইজেশন বিবেচনা

সময় নির্ধারণ ঠিক রাখা অনেক গুরুত্বপূর্ণ। যদি 50 ন্যানোসেকেন্ডের বেশি সিঙ্ক্রোনাইজেশন ত্রুটি হয়, তবে এটি 5G নেটওয়ার্কে বিমফরমিং এবং অন্যান্য সময়ভিত্তিক কাজগুলি নষ্ট করে দেয়। তাই আধুনিক ফ্রন্টহল সেটআপগুলিতে নেটওয়ার্কের মধ্য দিয়ে নিয়ন্ত্রণ সংকেতগুলি সঠিকভাবে চলাচল রাখতে IEEE 802.1CM TSN মানের মতো জিনিসগুলি ব্যবহার করা হয়। ডেটা আয়তন পরিচালনার ক্ষেত্রে, আজকাল অধিকাংশ লোক 25G ট্রান্সসিভারে চলে গেছে। এগুলি প্রতি কিলোমিটারে প্রায় 1.5 dB সিগন্যাল ক্ষতি সামলাতে পারে, যা পুরানো 10G সিস্টেমগুলিকে প্রায় দুই তৃতীয়াংশ ছাড়িয়ে যায়। এই সমস্ত আপগ্রেডের ফলে আমরা এখনও এক মিলিসেকেন্ডের নিচে প্রতিক্রিয়ার সময় পেতে পারি, এমনকি যদি কেন্দ্রীয় স্থাপত্য সেটআপে বেসব্যান্ড ইউনিটগুলিকে দূরবর্তী রেডিও ইউনিট থেকে 20 কিলোমিটার দূরে রাখা হয়।

নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচারের বিবর্তন: D-RAN থেকে C-RAN এবং vRAN-এ

D-RAN বনাম C-RAN: BBU প্রয়োগ এবং RRU বণ্টনের উপর প্রভাব

ঐতিহ্যবাহী বিতরণকৃত RAN অথবা D-RAN সেটআপে প্রতিটি সেল টাওয়ারের নিজস্ব বেসব্যান্ড ইউনিট দূরবর্তী রেডিও ইউনিটের পাশেই থাকে। যদিও এটি 1 মিলিসেকেন্ডের নিচে সিগন্যাল বিলম্ব রাখে, কিন্তু এর অর্থ হচ্ছে অধিকাংশ সময় অব্যবহৃত অবস্থায় অনেক ডুপ্লিকেট সরঞ্জাম থাকে এবং টাওয়ারগুলির মধ্যে সম্পদ ভাগ করে নেওয়া বেশ কঠিন হয়ে ওঠে। নতুন সেন্ট্রালাইজড RAN পদ্ধতি সমস্ত BBU গুলিকে একত্রিত করে কেন্দ্রীয় অবস্থানে রাখে যা ফাইবার অপটিক ক্যাবলের মাধ্যমে বিভিন্ন স্থানের RRU-এর সাথে সংযুক্ত থাকে। 2023 সালের Dell'Oro-এর শিল্প গবেষণা অনুযায়ী, এই পরিবর্তনটি চলমান খরচ কমাতে পারে 17% থেকে প্রায় 25%-এর কাছাকাছি। এছাড়াও, নেটওয়ার্ক অপারেটরদের দৈনিক ট্রাফিক প্যাটার্ন অনুযায়ী যেখানে সবথেকে বেশি প্রয়োজন সেখানে প্রসেসিং ক্ষমতা স্থানান্তর করার ক্ষমতা পাওয়া যায়।

C-RAN-এ কেন্দ্রীভূত BBU পুল সম্পদ ভাগাভাগি এবং দক্ষতা উন্নত করার জন্য

কেন্দ্রীয় সুবিধাগুলিতে BBUs একত্রিত করে, অপারেটররা একটি একক অবস্থান থেকে শত শত RRUs পরিচালনা করতে পারে। এর সুবিধাগুলি হল:

• হার্ডওয়্যার একীভূতকরণ : একটি 24-সেল ব্যবস্থাপনার জন্য D-RAN সেটআপের তুলনায় 83% কম BBU চ্যাসিস প্রয়োজন
• শক্তি বিনিয়োগ : লোড ব্যালেন্সিং বেস স্টেশনের বিদ্যুৎ খরচ 35% কমায় (এরিকসন কেস স্টাডি 2022)
• উন্নত সমন্বয় : কার্যকর 5G মিলিমিটার-ওয়েভ বিমফরমিংয়ের জন্য সমন্বিত মাল্টিপয়েন্ট (CoMP) এর মতো কৌশলগুলি সক্ষম করে

ভার্চুয়ালাইজড RAN (vRAN): ক্লাউড-ভিত্তিক প্রসেসিং-এ BBU ফাংশনগুলির বিবর্তন

vRAN বেসব্যান্ড প্রসেসিংকে বিশেষায়িত হার্ডওয়্যার থেকে আলাদা করে, বাণিজ্যিক অফ-দ্য-শেল্ফ ক্লাউড সার্ভারগুলিতে ভার্চুয়ালাইজড BBU (vBBU) ফাংশনগুলি চালায়। এই পরিবর্তন আনে:

1. নমনীয় স্কেলিং : ট্রাফিক প্যাটার্ন অনুযায়ী প্রসেসিং সংস্থানগুলি গতিশীলভাবে স্কেল করে
2. এজ ইন্টিগ্রেশন : 67% অপারেটর ল্যাটেন্সি কমানোর জন্য মাল্টি-অ্যাক্সেস এজ কম্পিউটিং (MEC) নোডগুলির পাশাপাশি vBBUs triển khai করে (Nokia 2023)
3. ইন্টারঅপারেবিলিটি চ্যালেঞ্জ : বিক্রেতা বৈচিত্র্য সত্ত্বেও, সাব-700 μs সিঙ্ক্রোনাইজেশন অর্জন করতে বিশেষায়িত অ্যাক্সেলারেশন হার্ডওয়্যারের প্রয়োজন

D-RAN থেকে C-RAN এবং vRAN-এর বিবর্তন দেখায় যে কীভাবে সেন্ট্রালাইজেশন এবং ভার্চুয়ালাইজেশন নেটওয়ার্কের দক্ষতা, স্কেলযোগ্যতা এবং খরচ-কার্যকারিতা বৃদ্ধি করে।

O-RAN এবং ফাংশনাল স্প্লিট: BBU-RRU সহযোগিতা পুনর্নির্ধারণ

O-RAN আলায়েন্স স্ট্যান্ডার্ড এবং BBU এবং RRU-এর জন্য ওপেন ইন্টারফেস প্রয়োজনীয়তা

ও-রেন অ্যালায়েন্স বেসব্যান্ড ইউনিট (BBUs) এবং রিমোট রেডিও ইউনিটগুলির (RRUs) মধ্যে একে অপরের সাথে কথা বলার জন্য আদর্শ উপায় নির্ধারণ করে আরও খোলা এবং সামঞ্জস্যপূর্ণ রেডিও অ্যাক্সেস নেটওয়ার্ক ডিজাইনের দিকে এগিয়ে যাচ্ছে। এর প্রকৃত অর্থ হল অপারেটররা একটি একক সরবরাহকারীর ইকোসিস্টেমে আবদ্ধ না হয়ে বিভিন্ন বিক্রেতার সরঞ্জামগুলি মিশ্রণ করতে পারে। এই উপাদানগুলির মধ্যে কাজগুলি বিভক্ত করার জন্য অ্যালায়েন্স বিভিন্ন উপায় খুঁজে পেয়েছে, যেমন অপশন 7.2x। এই সেটআপে, RLC এবং MAC লেয়ারের মতো জিনিসগুলি BBU-এ তাদের কাজ করে, যেখানে নিম্ন স্তরের ফিজিক্যাল লেয়ার কাজ এবং RF প্রসেসিং RRU প্রান্তে ঘটে। গত বছর Applied Sciences-এ প্রকাশিত একটি সদ্য গবেষণাপত্র খুঁজে পেয়েছে যে এই নির্দিষ্ট কনফিগারেশন fronthaul বিলম্বকে 250 মাইক্রোসেকেন্ডের নিচে রাখে, যা বিবেচনা করা যায় যে ওয়্যারলেস নেটওয়ার্কগুলি সময়ের বিষয়ে কতটা সংবেদনশীল। অবশ্যই এখানে একটি আপসও রয়েছে। যদিও খোলা মান ক্রয়ের সময় আরও বেশি বিকল্প দেয়, তবুও সমস্ত বিভিন্ন অংশগুলির মধ্যে আরও কঠোর সমন্বয়ের প্রয়োজন হয় যাতে নিশ্চিত করা যায় যে সবকিছু মসৃণভাবে একসাথে কাজ করে এবং সামগ্রিক কর্মক্ষমতা ক্ষতিগ্রস্ত না হয়।

ও-র্যান আর্কিটেকচারগুলিতে ফাংশনাল স্প্লিট অপশন (যেমন, স্প্লিট 7-2x)

স্প্লিট 7.2x স্ট্যান্ডার্ডটি দুটি প্রধান পদ্ধতি ব্যবহার করে বিভিন্ন উপাদানগুলির মধ্যে প্রসেসিং কাজগুলি বিভক্ত করে। ক্যাটাগরি A-এর ক্ষেত্রে, বেশিরভাগ কাজ BBU প্রান্তে ঘটে, যা RRU-গুলিকে সরল করে তোলে কিন্তু ফ্রন্ট হল সংযোগে আরও বেশি ট্রাফিক তৈরি করে। অন্যদিকে, ক্যাটাগরি B এই প্রসেসিং কাজগুলি RRU-এর নিজের কাছে ঠেলে দেয়। এই সেটআপটি ব্যবহারকারীদের কাছ থেকে ফিরে আসা সংকেতগুলি নিয়ে কাজ করার সময় ভালো কর্মক্ষমতা দেয়, যদিও এটি হার্ডওয়্যারকে আরও জটিল করে তোলে। সদ্য প্রকাশিত শিল্প প্রতিবেদন অনুযায়ী, প্রায় দুই তৃতীয়াংশ নেটওয়ার্ক অপারেটর ম্যাসিভ MIMO বিস্তারের জন্য ক্যাটাগরি B বেছে নিয়েছেন কারণ তারা সংকেত ব্যাঘাতের উপর অনেক ভালো নিয়ন্ত্রণ পায়। প্রযুক্তির জগৎ ক্রমাগত বিবর্তিত হচ্ছে। উদাহরণস্বরূপ, 2023 সালের ULPI প্রকল্পটি দেখুন। এই নতুন উন্নয়নটি সিস্টেম আর্কিটেকচারের মধ্যে নির্দিষ্ট সমতা প্রতিষ্ঠার কাজগুলি সরাচ্ছে যাতে সারাক্ষেত্রে আরও বেশি কর্মক্ষমতা লাভ করা যায়। এই ধরনের উন্নতিগুলি ঠিক তাই যা সদ্য O-RAN কার্যকরী দলগুলির নথিগুলি নানাভাবে তুলে ধরছে।

ওপেন রেডিও এক্সেস নেটওয়ার্ক প্রয়োগে ইন্টারঅপারেবিলিটি এবং কার্যকারিতা সমতা বজায় রাখা

ও-র্যান সময়ের সাথে সাথে অর্থ সাশ্রয়ের সম্ভাবনা নিয়ে আসে এবং বিভিন্ন বিক্রেতাদের সাথে কাজ করার সুযোগ দেয়, কিন্তু ঐতিহ্যগত সমন্বিত আরএন সিস্টেমগুলির মতো ভালো কর্মক্ষমতা অর্জন করা এখনও খুব কঠিন। বিভিন্ন প্রস্তুতকারকদের মধ্যে হার্ডওয়্যার ত্বরণ ক্ষমতা এবং তাদের সফটওয়্যারের প্রকৃত পরিণতির ক্ষেত্রে পার্থক্যের কারণেই এই সমস্যা দাঁড়ায়। ফলে ডেটা থ্রুপুট এবং বিদ্যুৎ খরচের মতো গুরুত্বপূর্ণ মেট্রিক্সগুলি অর্জনের চেষ্টা করতে গিয়ে বাস্তব সমস্যার সম্মুখীন হতে হয়। কোম্পানিগুলি যখন কেন্দ্রীভূত বিবিইউ পুল স্থাপন করে, তখন তাদের সামনের প্রান্তেও অত্যন্ত নির্ভরযোগ্য সংযোগ প্রয়োজন হয়, যার জন্য শিল্প মানদণ্ড অনুযায়ী ঝাঁকুনি ১০০ ন্যানোসেকেন্ডের নিচে রাখা প্রয়োজন। বেশিরভাগ বিশেষজ্ঞই প্রথমে ধীরে ধীরে কাজ করার পরামর্শ দেন, সম্ভবত কিছু কম ঝুঁকিপূর্ণ শহরের অবস্থান থেকে শুরু করে যেখানে সমস্যাগুলি বড় ধরনের ব্যাঘাত ঘটাবে না। এই পদ্ধতিটি অপারেটরদের বৃহত্তর এলাকাজুড়ে সম্পূর্ণভাবে প্রয়োগ করার আগে সবকিছু সঠিকভাবে কাজ করছে কিনা এবং প্রত্যাশা পূরণ করছে কিনা তা পরীক্ষা করার সুযোগ দেয়।