বেসব্যান্ড ইউনিট কীভাবে যোগাযোগ সরঞ্জামের কর্মক্ষমতা বৃদ্ধি করে?

5G সিগন্যাল প্রসেসিংয়ে বেসব্যান্ড ইউনিটের মূল কার্যাবলী

রিয়েল-টাইম সিগন্যাল প্রসেসিং: 5G নেটওয়ার্কে 10ms-এর কম লেটেন্সি সক্ষম করা

বেসব্যান্ড ইউনিটগুলি অত্যন্ত সংকীর্ণ সময়ের মধ্যে ঘটা প্রয়োজনীয় ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসিং কাজগুলি পরিচালনা করে, যা 5G অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে অত্যন্ত দ্রুত প্রতিক্রিয়ার সময় অর্জনের জন্য এদের অপরিহার্য করে তোলে, যেমন স্বয়ংচালিত গাড়ি এবং কারখানার স্বয়ংক্রিয় ব্যবস্থাগুলিতে। এই ইউনিটগুলি তাদের ফিজিক্যাল লেয়ারের কাজ 2 মিলিসেকেন্ডের কম সময়ে সম্পন্ন করে, যার ফলে 3GPP স্ট্যান্ডার্ডগুলি দ্বারা নির্ধারিত 10 মিলিসেকেন্ডের সীমার মধ্যে সিগন্যালগুলির আদান-প্রদানের মোট বিলম্ব রাখা হয়। সমান্তরাল প্রসেসিং এবং বিশেষ হার্ডওয়্যার বুস্টের মতো কৌশলগুলির মাধ্যমে BBUs পরিবর্তনশীল পরিস্থিতির সাথে সাথে তাদের সংস্থান ব্যবহার সামঞ্জস্য করতে পারে। এর অর্থ হল যে পিক আওয়ার বা প্রধান ইভেন্টগুলির সময় নেটওয়ার্কগুলি যখন খুব ব্যস্ত হয়ে পড়ে, তখনও এগুলি মসৃণভাবে চলতে থাকে।

ডিজিটাল সিগন্যাল পাইপলাইন: মডুলেশন, চ্যানেল কোডিং এবং MIMO প্রি-কোডিং

BBU-এর ডিজিটাল সিগন্যাল পাইপলাইনটি সিগন্যালের অখণ্ডতা এবং স্পেকট্রাল দক্ষতা সর্বাধিক করার জন্য তিনটি প্রধান কাজকে একীভূত করে:

1. মডুলেশন qAM-256 এবং QAM-1024-এর মতো উচ্চ-অর্ডার স্কিম ব্যবহার করে ডেটাকে ঘন রেডিও তরঙ্গে এনকোড করা হয়
2. চ্যানেল কোডিং lDPC এবং পোলার কোড সহ 4G টার্বো কোডের তুলনায় বিট ত্রুটির হার 68% পর্যন্ত হ্রাস করে
3. MIMO প্রি-কোডিং বুদ্ধিমত্তাশীল বীম স্টিয়ারিং সক্ষম করে, স্পেকট্রাল দক্ষতা 3.1x পর্যন্ত উন্নত করে (মোবাইল এক্সপার্টস 2023)
   একত্রে, এই প্রক্রিয়াগুলি ঘনবসতিপূর্ণ শহুরে পরিবেশে প্যাকেট হারানো কমিয়ে আনে এবং উচ্চ থ্রুপুট বজায় রাখে।

কেস স্টাডি: শীর্ষস্থানীয় BBU শহুরে 5G বাস্তবায়নে আপলিঙ্ক লেটেন্সি 42% হ্রাস করে

টোকিওতে একটি প্রধান প্রস্তুতকারকের BBU 6630-এর 2023 সালের ক্ষেত্র পরীক্ষা ভার্চুয়ালাইজেশন এবং মেশিন লার্নিং-চালিত ট্র্যাফিক ভবিষ্যদ্বাণীর মাধ্যমে উল্লেখযোগ্য কর্মক্ষমতা উন্নতি দেখিয়েছে। সিস্টেমটি অর্জন করেছে:

• গড় আপলিঙ্ক লেটেন্সি 42% হ্রাস (9.2ms থেকে 5.3ms এ)
• সেল-এজ থ্রুপুটে 17% উন্নতি
• 31% কম ড্রপ করা সংযোগ হস্তান্তরের সময়
  এই ফলাফলগুলি BBU-এর 5G নেটওয়ার্কগুলির নির্ভরযোগ্য গণনামূলক কোর হিসাবে ভূমিকা নিশ্চিত করে, বিশেষ করে ঘনবসতিপূর্ণ শহরাঞ্চলের বিস্তারের ক্ষেত্রে।

BBU-চালিত নেটওয়ার্ক কর্মক্ষমতা: বিলম্ব হ্রাস, থ্রুপুট স্কেলিং এবং দক্ষতা

সেন্ট্রালাইজড RAN (C-RAN): BBU ভার্চুয়ালাইজেশনের মাধ্যমে গতিশীল রিসোর্স পুলিং

ক্লাউড RAN বা C-RAN সেটআপগুলি ভার্চুয়াল বেসব্যান্ড ইউনিট ব্যবহার করে যা একাধিক সেল সাইটের জন্য প্রসেসিং পাওয়ার একত্রিত করে, প্রতিটি জায়গায় আলাদা বাক্স রাখার পরিবর্তে। এটি যা করে তা হল আমরা যে সব আলাদা হার্ডওয়্যার সেটআপ দেখতাম তা দূর করা, চলমান খরচ প্রায় 30 শতাংশ কমানো (দেড়-তিন শতাংশ বেশি কম), এবং প্রয়োজন অনুযায়ী সত্যিকার অর্থে কাজের ভার সরানো সম্ভব করা। যখন নেটওয়ার্ক ট্রাফিকে হঠাৎ লাফিয়ে ওঠে, তখন সিস্টেম প্রকৃতপক্ষে পাশের সেই সেলগুলি থেকে অব্যবহৃত ক্ষমতা নিতে পারে যা পুরোপুরি ব্যবহৃত হচ্ছে না এবং তা প্রেরণ করতে পারে যেখানে তা সবচেয়ে বেশি প্রয়োজন। ফলাফল? আগের তুলনায় প্রায় তিন গুণ বেশি থ্রুপুট পাওয়া যায়, নতুন কোনো সরঞ্জাম কেনার প্রয়োজন ছাড়াই। একটু ভেবে দেখলে বেশ চমকপ্রদ।

অ্যাডভান্সড BBU নিয়ন্ত্রণ দ্বারা সক্ষম Massive MIMO সমন্বয় এবং স্পেকট্রাল পুনঃব্যবহার

অ্যাডভান্সড বিবিইউ অ্যালগরিদমগুলি নির্ভুল বিমফরমিং এবং স্পেশিয়াল মাল্টিপ্লেক্সিং প্রদানের জন্য শত শত অ্যান্টেনা উপাদানকে সমন্বয় করে। এটি একই ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড একসাথে ব্যবহার করতে একাধিক ব্যবহারকারীকে সক্ষম করে, যা স্পেকট্রাল দক্ষতা 47% বৃদ্ধি করে। দিকনির্দেশক সংকেত ফোকাসিং আন্তঃহস্তক্ষেপকে ন্যূনতমে নামিয়ে আনে, 99.999% নির্ভরযোগ্যতা বজায় রাখার সময় 5x ঘনীভূত নেটওয়ার্ক প্রয়োগকে সমর্থন করে—মিশন-ক্রিটিক্যাল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

প্রভাব :

• বিলম্ব হ্রাস: শিল্প আইওটি-এর জন্য সাব-10ms প্রতিক্রিয়া
• থ্রুপুট স্কেলিং: মিলিমিটার ওয়েভ প্রয়োগে প্রতি সেল 40 গিগাবিট প্রতি সেকেন্ড
• শক্তি দক্ষতা: বিতরণকৃত র‍্যানের তুলনায় প্রতি গিগাবাইটে 60% কম শক্তি

বেসব্যান্ড ইউনিট পারফরম্যান্সকে শক্তিশালী করার জন্য প্রধান হার্ডওয়্যার উপাদান

এফপিজি/এএসআইসি অ্যাক্সেলারেশন: পুরানো এক্স86 সিস্টেমের তুলনায় উচ্চতর এফএফটি থ্রুপুট অর্জন

ফিল্ড প্রোগ্রামেবল গেট অ্যারে (এফপিজিএ) এবং অ্যাপ্লিকেশন স্পেসিফিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (এএসআইসি)-এর সমন্বয়ে 5G সংকেত বাস্তব সময়ে পরিচালনার জন্য প্রয়োজনীয় ধরনের কম্পিউটিং ক্ষমতা পাওয়া যায়, যা পুরানো x86 সিস্টেমের তুলনায় দ্রুত কাজ সম্পন্ন করার পাশাপাশি মোট শক্তি খরচও কমায়। এই বিশেষ উদ্দেশ্যমূলক চিপগুলি একই সঙ্গে প্রক্রিয়াকরণযোগ্য কাজগুলির জন্য বিশেষভাবে গতি বাড়ায়, যেমন ফাস্ট ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম গণনা, যা আজকের দিনে সর্বত্র ব্যবহৃত বড় MIMO সেটআপগুলিতে মডুলেশন ও ডিমডুলেশন ঠিকভাবে করার জন্য প্রায় অপরিহার্য। যখন কোম্পানিগুলি সাধারণ CPU থেকে সরে এসএফপিজিএ বা এএসআইসি সমাধানে চলে যায়, তখন তারা মূলত প্রধান প্রসেসর থেকে সমস্ত ভারী কাজ সরিয়ে নেয়। এই পদ্ধতিটি প্রক্রিয়াকরণের বিলম্ব কমায় এবং বিদ্যুৎ খরচও উল্লেখযোগ্য পরিমাণে কমায়। কিছু গবেষণায় দেখা গেছে যে শহরাঞ্চলে এই প্রযুক্তি প্রয়োগ করলে শক্তি ব্যবহারে প্রায় এক-তৃতীয়াংশ থেকে প্রায় অর্ধেক পর্যন্ত হ্রাস ঘটে।

আধুনিক বিবিইউ ডিজাইনে প্রসেসর, ডিএসপি, মেমরি এবং ইন্টারফেস একীভূতকরণ

আজকের বেসব্যান্ড ইউনিটগুলি এখন অনেক কিছুই একটি বাক্সে প্যাক করে - বহু-কোর প্রসেসরগুলির পাশাপাশি বিশেষায়িত ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসর, উচ্চ গতির মেমরি এবং সব ধরনের স্ট্যান্ডার্ড সংযোগগুলি একটি সুন্দর প্যাকেজে একত্রিত। সিগন্যালগুলি মডুলেট করা, আবার তা ডিমডুলেট করা এবং জটিল চ্যানেল কোডিং কাজগুলি পরিচালনা করার ক্ষেত্রে ডিএসপি সবচেয়ে বেশি কাজ করে। এদিকে, সাধারণ প্রসেসরগুলি নেটওয়ার্ক স্লাইস পরিচালনা এবং অন্যান্য উচ্চ স্তরের প্রোটোকল সংক্রান্ত বিষয়গুলি নিয়ে কাজ করে। আসন্ন বিপুল পরিমাণ রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি ডেটা পরিচালনার জন্য, সিঙ্ক্রোনাস ডিআরএম বাফার হিসাবে কাজ করে, 200 গিগাবিট প্রতি সেকেন্ডের বেশি গতি পরিচালনা করে যা অবশ্যম্ভাবী ট্রাফিক স্পাইকগুলির সময় সবকিছু ব্যাকআপ হওয়া থেকে রক্ষা করে। আর সংযোগগুলির কথা বললে, এই সবকিছুকে মসৃণভাবে একসাথে কাজ করার জন্য কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ ইন্টারফেস জড়িত।

• eCPRI : কম বিলম্বের ফ্রন্টহল সংযোগকে সক্ষম করে
• 25GbE : ব্যাকহল এগ্রিগেশনকে সমর্থন করে
• PCIe Gen4 : উচ্চ-গতির ইন্টার-চিপ যোগাযোগকে সহজতর করে
  এই ঘনিষ্ঠভাবে একীভূত নকশাটি বাস কনটেনশন দূর করে, অত্যন্ত নির্ভরযোগ্য অ্যাপ্লিকেশনের জন্য 100µs-এর নিচে নির্ধারিত বিলম্ব নিশ্চিত করে।

বেসব্যান্ড ইউনিটের কৌশলগত সুবিধা: স্কেলযোগ্যতা, শক্তি দক্ষতা এবং ভবিষ্যতের জন্য প্রস্তুতি

ও-র‍্যানের আপোষ: বিচ্ছিন্নতা এবং বিবিইউ কর্মক্ষমতার সামঞ্জস্যতার মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখা

ওপেন র‍্যান ধারণাটি আসলে হার্ডওয়্যারকে সফটওয়্যার উপাদান থেকে পৃথক করে বাজারে আরও বেশি ভেন্ডরদের আসার জন্য উৎসাহিত করে এবং উদ্ভাবনকে উৎসাহিত করে। তবে, বিভিন্ন সরঞ্জামের মধ্যে বেসব্যান্ড ইউনিটের কর্মক্ষমতা স্থিতিশীল রাখার চেষ্টা করার সময় এই পদ্ধতি সমস্যা তৈরি করে। মডিউলার সিস্টেমগুলি সহজ স্কেলিং এবং সম্প্রসারণের অনুমতি দেয়, পাশাপাশি গত বছরের টেলিকম এফিশিয়েন্সি রিপোর্ট অনুসারে এটি প্রায় 30 শতাংশ পর্যন্ত শক্তি খরচ কমাতে পারে। কিন্তু এই সুবিধাগুলি কিছু খরচ ছাড়া আসে না। সিগন্যাল টাইমিং পরিবর্তনশীলতা এবং অসঙ্গত ডেটা ট্রান্সফার হারের সমস্যা এড়াতে সিস্টেমটি ইন্টারফেস স্পেসিফিকেশনগুলির সাথে কঠোরভাবে মেনে চলা প্রয়োজন। যেখানে মিলিসেকেন্ড গুরুত্বপূর্ণ, যেমন IoT ডিভাইসের মাধ্যমে সংযুক্ত কারখানা স্বয়ংক্রিয়করণ সিস্টেমের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলির ক্ষেত্রে, নেটওয়ার্ক প্রদানকারীদের কাছে শুরু থেকে শেষ পর্যন্ত সবকিছু নিরবচ্ছিন্নভাবে কাজ করার নিশ্চয়তা দেওয়া ছাড়া কোনও বিকল্প নেই। BBUs কৌশলগতভাবে triểnানোর অর্থ হল ওপেন প্ল্যাটফর্মগুলির অনুকূলনযোগ্যতার প্রস্তাব এবং আসন্ন 5G-Advanced স্পেস এবং এমনকি এখনও অপরিভাষিত 6G স্ট্যান্ডার্ডগুলির কঠোর কর্মক্ষমতার প্রয়োজনীয়তা পূরণের মধ্যে সেই মিষ্টি স্পটটি খুঁজে পাওয়া।