Baseband Processing Unit (BBU) Kern von Mobilkommunikationsbasisstationen

Die Integration des BBU- (Baseband Unit-)Kernnetzwerks bezieht sich auf die nahtlose Verbindung der für 4G/5G-Radiozugangsnetze (RANs) wesentlichen BBU-Komponenten mit dem Kernnetzwerk, wodurch eine effiziente Datenübertragung, Signalisierung und Netzwerkverwaltung ermöglicht wird. BBUs verarbeiten Basisbandsignale von RRUs (Remote Radio Units) und kommunizieren über standardisierte Protokolle wie S1 (für 4G) oder NG (für 5G) mit dem Kernnetzwerk und ermöglichen so die Kommunikation zwischen Benutzergeräten (UE) und Kernnetzfunktionen (z. B. AMF, SMF in 5G). Die Integration umfasst die Einrichtung von Hochkapazitäts- und Niedriglatenzverbindungen, bei denen typischerweise Glasfaser oder Hochgeschwindigkeits-Ethernet verwendet werden, um die großen Datenmengen von mehreren RRUs zu bewältigen, wobei sich die Bandbreitenanforderungen mit der Anzahl der angeschlossenen Benutzer und Dienste skaliert (z. B. unterstützt 5G NR bis zu 20 Gbps pro BBU). Synchronisation ist entscheidend: BBUs verlassen sich auf GPS oder das IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTP), um sich mit der Taktsynchronisation des Kernnetzwerks abzustimmen und somit eine einheitliche Signalübertragung über alle Zellen hinweg sicherzustellen. Virtualisierung, ein wesentlicher Trend, integriert BBU-Funktionen (z. B. Basisbandverarbeitung) in virtualisierte Kernnetzinfrastrukturen (vBBU), wodurch Hardwarekosten reduziert und eine dynamische Ressourcenzuteilung ermöglicht wird. Diese Integration unterstützt das Network Slicing, sodass BBUs den Datenverkehr für bestimmte Slices priorisieren können (z. B. geringe Latenz für Online-Gaming gegenüber hoher Durchsatzrate für Streaming), wie vom Kernnetzwerk vorgegeben. Vorteile umfassen reduzierte Latenz (durch Minimierung von Datenhops), vereinfachtes Netzwerkmanagement über ein einheitliches O&M-System (Operation and Maintenance) und verbesserte Skalierbarkeit zur Bewältigung steigender Benutzeranforderungen. Herausforderungen bestehen darin, die Kompatibilität zwischen älteren BBUs und modernen Kernnetzwerken sicherzustellen, das erhöhte Datenaufkommen ohne Staus zu verwalten und die Schnittstelle zwischen BBU und Kernnetzwerk vor Cyber-Bedrohungen zu schützen. Eine erfolgreiche Integration ist entscheidend, um das volle Potenzial von 5G auszuschöpfen – von erweitertem mobilen Breitband (eMBB) bis hin zu ultrareliabler Kommunikation mit niedriger Latenz (URLLC).