EN
Modulær BBU-hardwarearkitektur til vertikal og horisontal skalering
Moderne kommunikationsudstyr bygger på basebandenhedsarkitekturer (BBU), der understøtter to komplementære skaleringstrategier: vertikal skalering – forbedring af enkelte enheder med ekstra beregningskapacitet – og horisontal skalering – udrulning af flere BBU-noder i netværket for at fordele belastningen og øge kapaciteten.
Moduler med varmskift og fleksibel chassiskonstruktion til trinvis kapacitetsforøgelse
Operatører kan nu udskifte eller installere hardwarekomponenter som processor-kort og radio-grænsefladeenheder uden at afbryde tjenesterne takket være feltudskiftelige moduler, der understøtter hot swapping. Hvad er fordelene? Hurtig kapacitetsudvidelse, når det er nødvendigt. Bare tilslut et nyt processor-kort, og se, hvordan gennemløbet stiger med omkring 40 % næsten øjeblikkeligt. Moderne chassiskonstruktioner er udstyret med standardpladser og tilpasningsdygtige backplane-systemer, der fungerer sammen med alle mulige typer moduler, herunder f.eks. krypteringsacceleratorer og fronthaul-grænseflader. Denne fleksibilitet betyder, at virksomheder kan bygge præcis det, de har brug for, uden at blive bundet til én enkelt leverandørs udstyr, og desuden sparer de værdifuld rackplads. Branchetest har vist, at disse hot-swap-funktioner reducerer vedligeholdelsesnedetid med cirka 90 % i forhold til ældre systemer, hvor alt var fastmonteret fra dag ét.
Udvidelse af CPU/FPGA/GPU og optimering af hukommelsesbåndbredde til beregningsintensive arbejdsbelastninger
Moderne Baseband-enheder (BBU’er) skal håndtere både kravene til 5G-Advanced og Open RAN-specifikationerne, så de kombinerer forskellige typer beregningskraft. For eksempel håndterer Field Programmable Gate Arrays (FPGA’er) de ekstremt hurtige signalbehandlingstasks, hvor hver mikrosekund tæller. Graphics Processing Units (GPU’er) træder i aktion, når det gælder at bruge kunstig intelligens (AI) til funktioner som beamforming og håndtering af interferensproblemer. Og så er der multi-socket Central Processing Units (CPU’er), der styrer alle kontrolplanoperationer og koordinerer alt bag scenen. Når det kommer til hukommelse, vender producenterne sig mod DDR5- og HBM3-teknologier, som kan overføre data med hastigheder på over 1 terabyte pr. sekund. Denne type båndbredde er absolut afgørende for at understøtte store Multiple Input Multiple Output (MIMO)-systemer og opretholde realtidsfronthaul-behandlingens krav. Nogle klogt udførte optimeringer gør dette også muligt – f.eks. ved at opdele cache-pladsen, så kritiske baseband-funktioner ikke bliver hæmmet, ved at tildele hukommelse intelligent på tværs af forskellige sockets i henhold til NUMA-principperne og ved indbygget hardwarekomprimering, der reducerer fronthaul-trafikken med ca. 35 %. Alle disse komponenter samarbejder for at opretholde en ventetid på under 5 millisekunder, mens de leverer pålidelig 5G New Radio-ydelse, selv når cellesteder håndterer konstante datastrømme på 200 gigabit pr. sekund.
BBU-integration med cloud-native og programmerbar netværksinfrastruktur (SDN/NFV)
Adskillelse af kontrolplanen og dynamisk orkestrering via SDN-understøttet BBU-styring
Software Defined Networking eller SDN ændrer, hvordan vi administrerer baseband-enheder, ved at adskille kontrolfunktionerne fra den faktiske dataprocessering. Dette skaber et system, hvor intelligente kontrollere håndterer det meste af tænkningen centralt, men hvor BBUs selv kan træffe lokale beslutninger om videreførsel af data og administration af radiomæssige ressourcer. Med åbne programmeringsgrænseflader (API'er) kan netværksoperatører nu justere frekvensallokeringen i realtid, skifte mellem forskellige modulationsmetoder efter behov og justere belastningsbalancen mellem cellesektorer baseret på den aktuelle trafik. Når der er travlhed under rush-hour-perioder, træder disse SDN-systemer næsten øjeblikkeligt i kraft og omdirigerer netværkskapacitet væk fra overbelastede områder uden, at nogen skal konfigurere indstillinger manuelt. Resultatet? Mindre nedetid og færre problemer for teknikere. En ny industirapport fra 2024 viste, at virksomheder, der anvender denne metode, typisk oplever en reduktion på omkring en tredjedel af deres samlede netværksadministrationsomkostninger sammenlignet med ældre tilgange, der stærkt reliede på enkeltenheder.
Virtualiserede basebånds funktioner og automatiseret livscyklusstyring med NFV
Virtualisering af netværksfunktioner (Network Functions Virtualization, eller NFV for kort) ændrer, hvordan telekommunikationsvirksomheder driver deres infrastruktur. I stedet for at være afhængige af dyre, proprietære BBU-hardwareløsninger kører operatører nu baseband-funktioner på almindelige, kommersielt tilgængelige servere. Funktioner som signalbehandling, kanalkodning og protokollerne på lag 2 arbejder alle som lette virtuelle netværksfunktioner eller sky-native alternativer. Hele systemet administreres automatisk via platforme som Kubernetes og ONAP, som håndterer alt fra opsætning og skaleringsoperationer efter behov til fejlretning og installation af patches – alt sammen fra centrale kontrolpaneler. Når trafikken pludselig stiger kraftigt, kan disse NFV-systemer hurtigt oprette kopier af virtuelle BBUs og distribuere dem på forskellige servergrupper. Og når efterspørgslen falder, lukker de blot de ubrugte ressourcer ned for at spare strøm. Ifølge resultaterne fra sidste års Cloud RAN Benchmark-studie reducerer denne fleksible tilgang kapitalomkostningerne med omkring halvdelen, samtidig med at næsten perfekt driftstid (99,999 %) opretholdes. Det, der gør NFV særligt fremtrædende, er imidlertid, hvor hurtigt opdateringer implementeres. Virksomheder kan udrulle nye funktioner til tusindvis af lokationer inden for minutter i stedet for at vente uger – hvilket betyder hurtigere innovationscyklusser uden afbrydelser af tjenesterne for kunderne.
Implementeringsbevidste BBU-formfaktorer og infrastrukturtilpasning
Sidecar-modeller versus rackmonterede BBU-konfigurationer til distribueret og centraliseret vRAN
Valg af den korrekte BBU-formfaktor er meget vigtig, når hardware-designet skal tilpasses, hvordan udstyret installeres, og hvilke begrænsninger der findes i infrastrukturen. Sidecar-BBUs er små, energieffektive enheder, der placeres direkte ved siden af antennerne på stedet. De reducerer signalforsinkelsen, hvilket gør dem ideelle til applikationer, der kræver yderst pålidelige forbindelser med minimal forsinkelse, f.eks. URLLC-tjenester eller edge-computing-opgaver i udbredte vRAN-opsætninger. På den anden side samler rackmonterede BBUs al baseband-behandling i centrale hubber. Denne fremgangsmåde reducerer undertiden det nødvendige pladsbehov med op til 40 % og gør det også nemmere at håndtere køling, reservestrømforsyninger og rutinemæssige kontrolforanstaltninger. De fleste netværksudbydere vælger rackmonterede versioner, fordi de skalerer bedre og muliggør deling af ressourcer mellem forskellige områder. Glem dog ikke sidecar-enhederne! De spiller stadig en afgørende rolle, hvor der er begrænset plads til rådighed, eller i svært tilgængelige områder. Begge løsninger fungerer godt sammen med SDN- og NFV-teknologier, så alt integreres problemfrit i moderne skybaserede netværk.
AI-drevet ressourceoptimering på tværs af skalerbare BBU-klynger
Kunstig intelligens har ændret, hvordan vi administrerer BBU-klynger, og flyttet dem væk fra blot at reagere på problemer mod at være proaktive og tilpasningsdygtige. Nøglepræstationsindikatorer i realtid – såsom trafikniveauer, antallet af brugere, der er forbundet samtidigt, effektiviteten af spektrumudnyttelsen samt data fra hardwareovervågning – leveres til maskinlæringsystemer. Disse systemer kan forudsige den kapacitet, der vil være nødvendig op til 48 timer fremad, hvorefter de virtuelle baseband-funktioner automatisk skaleres op eller ned efter behov. Specielle forstærkningslæringsmetoder forbedrer løbende, hvordan regnekraften fordeler sig mellem forskellige dele af netværket, samt styringen af båndbredde og strømindstillinger. Denne tilgang reducerer spildt energi med ca. 22 %, da den intelligent slukker udstyr, der ikke bruges meget. Når det gælder balancering af arbejdsbyrder mellem servere, hjælper automatisering med at øge den samlede udnyttelsesgrad med ca. 30 %. Dette gør det meget nemmere at udvide BBU-puljer, mens 5G-trafikken fortsat vokser. Det, vi ender med, er i væsentlig grad en infrastruktur, der reparerer sig selv. Den forhindrer virksomheder i at købe for meget udstyr i forvejen, holder latensten under 5 millisekunder for vigtige applikationer og håndterer uventede trafiktoppe uden, at nogen behøver at gribe ind manuelt.
