Որո՞նք են ինտեգրված BBU և բազային շեղումային միավորի լուծումների առավելությունները

Ցանցի կատարման բարելավում ինտեգրված BBU լուծումների միջոցով

Բազային շեղումային միավորի հիմնական ֆունկցիաները սիգնալի մշակման ընթացքում

Բազային միավորները (BBU) հիմնականում ժամանակակից բջջային ցանցերի հիմնական մասն են, որոնք կատարում են թվային սիգնալների մշակման ամբողջ աշխատանքը, սխալների ուղղում և կառավարում են սիգնալների մոդուլյացիան։ Երբ այս գործառույթները կենտրոնացված են ինտեգրված BBU-ների միջոցով, նկատվում է կրկնօրինակ սարքավորումների քանակի կրճատում և սիգնալի որակի բարելավում։ 2024 թվականի Անալար ենթակառուցվածքների զեկույցի որոշ ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ այս մոտեցումը 35% բարելավում է ավանդական տարածված կառույցների համեմատ։ Ինչու՞ է սա այդքան կարևոր։ Դա այն պատճառով է, որ ամեն ինչ կենտրոնացված լինելու դեպքում հեռահար ռադիո միավորները (RRU) համակարգվում են և աշխատում միասնաբար։ Եվ իրականում, այս տեսակի համաձայնեցումը անհրաժեշտ է 5G տեխնոլոգիայի ճիշտ աշխատանքի համար՝ հատկապես միլիմետրային ալիքների հաճախադարձերի դեպքում։

Ցածր լատենտություն և բարձր թրուփութ 5G-ի համար պատրաստված ցանցերում

Երբ ինտեգրված բազային միավորները միացվում են, դրանք մշակման հապաղումները կրճատում են մեկ միլիվայրկյանից պակաս, ինչը հնարավոր է դարձնում այս հուսալի ցածր հապաղմամբ կապերը: Այս կապերը գրեթե անհրաժեշտ են ինքնագնաց ավտոմեքենաների և հեռավար բժշկական միջամտությունների համար, որտեղ ժամանակի ճշգրտությունը շատ կարևոր է: Այս համակարգերը կենտրոնական վայրերում տեղադրելը օգնում է կառավարել շառավղային շառավիղի բաշխումը տարբեր օգտատերերի միջև, իսկ փորձարկումները ցույց են տվել, որ դա կարող է հասնել գրեթե 98% արդյունավետության խիտ ցանցերում: Իրական աշխարհում կատարված փորձարկումները խիտ քաղաքային կենտրոններում նաև ցույց տվեցին ավելի լավ արդյունքներ, ք чем էին սպասում: Ցանցի հզորությունը մեծացել է մոտ 40%-ով, երբ ինժեներները օգտագործել են հաջորդ սերնդի BBUs-ներ, որոնք հատուկ նախագծված էին աշխատելու այն մեծ անտենային զանգվածների հետ, որոնք մենք անվանում ենք massive MIMO կառույցներ:

Ուսումնասիրություն. Սեուլում ինտեգրված BBU լուծումների օգտագործմամբ 5G-ի ներդրում քաղաքային միջավայրում

Սեուլի 5G ցանցը, որն օգտագործում է կենտրոնացված BBU ճարտարապետություն, սպասարկում է մոտ 10 միլիոն մարդու՝ հետևելով քաղաքի տարբեր վայրերում տեղադրված ավելի քան 15 հազար ռադիոհանգույցներին: Անցնելով այս վիրտուալացված BBU ֆոնդերին՝ հեռահաղորդակցության ընկերությունները կարողացան կրճատել սարքավորումների ծախսերը մոտ քառորդով: Միաժամանակ նրանք կարողացան հասնել մինչև 2,5 գիգաբիթ/վրկ առավելագույն ներբեռնման արագության: Իրական փոփոխություն տեղի ունեցավ, երբ սկսեցին ստանալ տվյալների վերլուծություն անմիջապես այդ BBU կլաստերներից: Դա նրանց հնարավորություն տվեց կանխօրոք կանխատեսել ցանցի ծանրաբեռնվածության հնարավոր կետերը: Որպատման, արագ շարժման ժամերին ցանցի խցանումները կտրուկ նվազեցին՝ ըստ 2024 թվականի Գլոբալ Խելացի Քաղաք զեկույցի՝ մոտ 60 տոկոսով: Այժմ ամբողջ աշխարհում քաղաքները Սեուլի մոտեցումը դիտում են որպես իրենց սեփական 5G ցանցերը առանց բյուջեի ճնշման ընդլայնելու օրինակ:

Կենտրոնացված BBU ճարտարապետությունների արժեքի և էներգաօգտագործման արդյունավետությունը

Կենտրոնացված բազային շեղումի միավոր (BBU) ճարտարապետությունները բարձրացնում են արժեքի արդյունավետությունը՝ միավորելով մշակման ռեսուրսները մի քանի ռադիո միավորների համար: Օպերատորները նվազեցնում են շահագործման ծախսերը (OpEx)՝ միասնական ծրագրային թարմացումներ իրականացնելով և պարզեցնելով սպասարկումը. յուրաքանչյուր թարմացումը հիմա սպասարկում է 20-50 հեռահար ռադիոներ միաժամանակ:

Շահագործման ծախսերի նվազեցում BBU-ների կոնսոլիդացման միջոցով

Ըստ 2023 թվականի տվյալների կենտրոնի արդյունավետության չափանիշների՝ BBU-ների կոնսոլիդացումը նվազեցնում է էլեկտրաէներգիայի սպառումը 18-22%-ով՝ վերացնելով կրկնօրինակված սառեցման համակարգերը: Տեղայնացվածից կենտրոնացված BBU կառուցվածքներին անցնելը տիպիկ 5G մակրո կայանի համար տարեկան OpEx-ը նվազեցնում է 9,200 դոլարով:

Ինչպես ինտեգրված BBU-ները նվազեցնում են էլեկտրաէներգիայի սպառումն ու սարքավորումների արժեքը

Գերտեխնոլոգիական BBU-ները յուրաքանչյուր ռադիո միավոր մշակում են 45Վտ հզորությամբ՝ օգտագործելով օպտիմալացված ASIC միկրոսխեմաներ, ինչը նախորդ սերնդի 68Վտ-ից ցածր է: Խմբակային սնուցման աղբյուրներն ու 48Վտ ստացիոնար հոսանքի բաշխումը նվազեցնում են էներգիայի կորուստը՝ տարեկան խնայելով կայանների համար 4,800 դոլար՝ համեմատած տարածված կառույցների հետ:

Տվյալ. GSMA զեկույցը ցույց է տալիս կենտրոնացված BBU-ների դեպքում էներգիայի օգտագործման 30%-ով նվազում

GSMA-ի հետազոտությունը հաստատում է, որ կենտրոնացված BBU-ները ցանցի էներգաինտենսիվությունը նվազեցնում են 30%-ով (GSMA 2023): Երբ 150 ռադիո միավորները կենտրոնացվում են երեք BBU հանգույցներում՝ օպերատորները ձեռք են բերում ամսական 800կՎտ հզորության խնայողություն՝ տարեկան համարժեք 230 տնամերսի էներգամատակարարման:

Շահավետ BBU-ների կենտրոնացում իրականացնելու ռազմավարություն տարածաշրջանային ցանցերում

Ցանցի ինժեներները առավելագույնի հասցնում են խնայողությունները՝ տեղադրելով մասշտաբավորվող BBU կառուցվածքներ, որոնք աջակցում են փույթ-փույթ թարմացումներին: Չորս տարածաշրջանային հանգույցներում 36-ամսյա փույթ-փույթ ներդրումը նվազեցնում է սկզբնական կապիտալ ծախսերը 62%-ով՝ համեմատած ամբողջական ցանցի վերակառուցման հետ:

Մասշտաբավորումն ու ճկունությունը դինամիկ ցանցային միջավայրերում

Մոդուլային BBU կոնստրուկցիա՝ պահանջահամապատասխան հզորության ընդլայնման համար

Մոդուլային BBU ճարտարապետությունները հնարավորություն են տալիս հեռահաղորդակցության օպերատորներին ճշգրիտ մասշտաբելել հզորությունը համապատասխան պահանջարկին: Կրկնակի փոխարինվող բաղադրիչները թույլ են տալիս մասնակի թարմացումներ՝ առանց ծախսարդյունավետ «forklift» փոխարինումների: Հարավ-արևելյան Ասիայում գտնվող մեկ տիեր-2 կարիքավոր օպերատոր այս մոտեցման շնորհիվ 6 ամսում իր 5G ծածկույթը 40%-ով ընդլայնեց, համաձայնեցնելով ենթակառուցվածքների ներդրումները ենթագրանցվածների աճի հետ:

Իրար կապված սարքերի (IoT) աճի աջակցում մասշտաբելվող BBU-ների տեղադրմամբ. Դեպքի ուսումնասիրություն Հնդկաստանի գյուղական շրջաններից

Հնդկաստանի գյուղական 150 գյուղերում տեղադրվել են փոքր բազային շահագործման միավորներ՝ կառավարելու մոտ 220 հազար գյուղատնտեսական IoT սենսորներ, որոնք հետևում են հողի խոնավության և տեղական եղանակային օրինաչափություններին՝ պահպանելով ազդանշանի ուշացումը 50 միլիվայրկյանի սահմաններում: Այս մոտեցման հետաքրքրությունն այն է, թե որքան գումար է խնայվում համեմատած հին մեթոդների հետ, երբ օգտագործվում էին մեծ բջջային աշտարակներ: Երեկոյան տարվա հրապարակված հետազոտությունների համաձայն՝ սկզբնական ներդրումները մոտ 60 տոկոսով պակաս են այն մեծ ծախսերից, ինչը նշված է «Մոդուլային ցանցի ընդլայնման զեկույցում», որը խոսում է ճկուն ենթակառուցվածքների կազմակերպման մասին:

Cloud-RAN (C-RAN) ճարչապետություն և կենտրոնացված BBUs-ի դերը

C-RAN-ը օգտագործում է կենտրոնացված BBU հավաքածուներ՝ ռադիո միավորների միջև դինամիկորեն հատկացնելով մշակման ռեսուրսներ: 2023 թվականի Մումբայի Կրիկետի Աշխարհի Գավաթի ընթացքում մեկ խոշոր օպերատոր իր BBU հզորության 85%-ը փոխադրեց ստադիոնի գոտիներ, 90,000 միաժամանակյա օգտատերերին ապահովելով 2.3 Գբիթ/վ գագաթնային արագությամբ: Կենտրոնացումը ռեսուրսների կրկնօրինակումը նվազեցնում է 10%-ից ցածր, իսկ դեկենտրալիզացված համակարգերում այն կազմում է 35–40%:

Վիրտուալացված և ծրագրային սահմանված BBU լուծումների օգտագործում առաձգականության համար

Վիրտուալացված BBU հարթակները GPU-ով արագացված կոնտեյների միջոցով հասնում են սարքավորումներով սահմանափակված սիգնալի մշակման արդյունավետության 92%-ին: Եվրոպայի մեկ օպերատոր օգտագործում է ծրագրային սահմանված համակարգ, որը յուրաքանչյուր 15 րոպեն կարգավորում է ռեսուրսների հատկացումը՝ նվազեցնելով էներգիայի օգտագործումը 18%-ով՝ պահպանելով 99.999% սպասարկման հասանելիությունը՝ կարևոր պահանջ ձեռնարկությունների համար նախատեսված 5G ֆունկցիոնալության համար փոփոխվող բեռնվածության պայմաններում:

Ընդլայնված RAN ճարչապետությունների ապահովում՝ C-RAN և O-RAN ինտեգրում

ԲԲՕ-ի դերը փոխընկայադարձ գործառության և Open RAN համակարգերի էկոհամակարգերում

Բազային շերտի միավորները (ԲԲՕ) հիմնարար նշանակություն ունեն փոխընկայադարձ գործող Open RAN էկոհամակարգերում՝ ապառնվելով սարքավորությունների և ծրագրային ապահովման շերտերից: Ժամանակակից ԲԲՕ-ները ներառում են O-RAN դաշինքի կողմից սահմանված ստանդարտացված ինտերֆեյսներ, որոնք թույլ են տալիս տարբեր մատակարարների սարքավորությունների հեշտ ինտեգրում: Այս փոփոխությունը վերացնում է ավանդական սահմանափակումները, երբ հատուկ ԲԲՕ–Ռադիո միավոր (ՌՄ) համակցումները օպերատորներին սահմանափակում էին մեկ մատակարարի էկոհամակարգով:

Հատուկ և բաց ինտերֆեյսներ ԲԲՕ–ՌՌՄ հաղորդակցման մեջ

Հին դպրոցական BBU-RRU կառույցները ստիպված էին օգտագործել հատուկ մշակված բաներ, ինչպիսին է CPRI-ն, ինչը հիմնականում ցանցի օպերատորներին ամրագրում էր թանկարժեք լուծումներին, որոնք չէին կարողանում հարմարվել փոխվող պահանջներին: Սակայն O-RAN-ի eCPRI-ն և 7.2x ստանդարտները ներառող բաց ֆրոնտհոլի նոր ալիքը ամբողջովին փոխեց խաղի կանոնները: Այժմ հեռահաղորդակցության ընկերությունները իրականում կարող են տարբեր արտադրողների բազային կայանները միավորել այլ ընկերությունների ռադիո միավորների հետ: Վերցրեք, օրինակ, մեկ խոշոր ասիական հեռահաղորդակցության մատակարարի, որը անցյալ տարի մոտ 22 տոկոսով կրճատեց տարածման ծախսերը՝ անցնելով այս բաց ինտերֆեյսի BBU-ներին, որոնք աշխատում են առնվազն վեց տարբեր RU մատակարարների հետ: Այս տեսակի ճկունությունը նշանակում է, որ օպերատորները այլևս գերառձակ չեն մեկ մատակարարի կողմից:

Ուսումնասիրություն. O-RAN դաշինքի փորձարկումներ բազմամատակարարային BBU և O-RU ինտեգրման հետ

2023 թվականին O-RAN դաշինքի փորձարկումը քաղաքային և գյուղական շրջաններում բազային կայանների ԲԲՕ-Օ-ՌՈՒ փոխանցման 98% հաջողության ցուցանիշ է գրանցել: Մասնակիցները պահպանել են 3 միլիվայրկյանից ցածր ուշացում՝ օգտագործելով երեք մրցակցող արտադրողների ԲԲՕ-ներ, ինչը հաստատել է ճարտարապետության փոխընդունելիությունը: Այս արդյունքները հիմք են հանդիսանում GSMA-ի կանխատեսման համար, որ 2027 թվականին աշխարհի բջջային կայանների 38%-ը կօգտագործի Open RAN ԲԲՕ-ներ:

ԲԲՕ և O-RAN-ի համատեղ կիրառմամբ վենդոր-անկախ ցանցերի ստեղծում

ԲԲՕ ֆունկցիաների վիրտուալացումը և O-RAN-ի տարանջատված համակարգին աջակցությունը թույլ է տալիս օպերատորներին դինամիկորեն հատկացնել բազային շերտի ռեսուրսներ տարբեր վենդորների սարքավորումների ընդհանուր ֆոնդերում: Սա կոտրում է փակ համակարգերի «այգիները» և թույլ է տալիս ժամանակակից մոդեռնացման ընթացքում ժամանակահատվածի 40%-ը փոխարինել ստանդարտացված միավորներով՝ այս մոտեցումը 2026 թվականին աշխարհում RAN-ի ծախսերը 12 միլիարդ դոլարով կրճատելու է:

Ապագայի միտումներ. ԱԻ, եզրային համակարգեր և ինտելեկտուալ ԲԲՕ հարթակներ

ԲԲՕ-ներում ԱԻ-ով հզորացված սիգնալների մշակում և կանխատեսողական սպասարկում

Արհեստական ինտելեկտով ապահովված BBU-ները զգալիորեն բարելավում են 5G սիգնալների մոդուլացիայի և սխալների ուղղման ձևը, ինչը 2024 թվականի հեռահաղորդակցության արդյունաբերության վերջերս հրապարակված փորձարկումների համաձայն՝ մշակման ուշացումները կրճատում է մոտ 40%-ով՝ համեմատած ավանդական ստատիկ մեթոդների հետ: Այս ինտելեկտուալ համակարգերը իրականում վերլուծում են նախորդ աշխատանքային ցուցանիշները՝ նպատակ ունենալով հայտնաբերել սարքավորումների հնարավոր խափանումները դրանք տեղի ունենալուց շատ ավելի շուտ՝ երբեմն մինչև երեք օր առաջ, որպեսզի ընկերությունները կարողանան խնդիրները վերացնել այն բանից հետո, երբ հաճախորդները դրանք նկատեն: Վերցրեք, օրինակ, ցանցի բարձր ծանրաբեռնվածության ժամանակահատվածները: AI-ով կառավարվող բազային միավորները ինքնուրույն կկարգավորեն փունջի ձևավորման պարամետրերը՝ ապահովելով ծառայության որակի կայունությունը ամբողջ օրվա ընթացքում: Եվ սա ոչ միայն հաճախորդների փորձի համար է լավ, այլ նաև փոխադարձաբար խնայում է վերանորոգման ծախսերը, քանի որ սպասարկման ծախսերը ընդհանուր առմամբ նվազում են մոտ 18%:

BBU՝ որպես տարածված եզրային հանգույցների հիմք

Այսօր ավանդական ցենտրալացված BBU մոդելը փոխարինվում է նորով՝ բաշխված եզրային հաշվողական կենտրոններով, որոնք գտնվում են մոտ 1-2 կմ հեռավորության վրա իրական օգտատերերից: Մշակման հզորությունը այսքան մոտ տեղադրելը մեծ տարբերություն է կատարում այն կիրառությունների համար, որտեղ միլիվայրկյաններն էլ կարևոր են, ինչպիսիք են ինքնագնաց գործարանային սարքավորումների կամ աշխատողներին բարդ սարքավորումների շուրջ ուղղորդող լրացված իրականության համակարգերի կառավարումը: Ապագայում մեծամասնությամբ վերլուծաբանները համաձայն են, որ մոտ երկու երրորդ հեռահաղորդակցության ընկերություններ պլանավորում են այս եզրային պատրաստ BBU-ների ներդրում հաջորդ մի քանի տարիների ընթացքում: Հիմնական շարժիչը ինչ է? Տվյալների հետ աշխատանքը, որոնք ստացվում են կապված սարքերից՝ համարյա բոլոր բաների վերահսկման համար իրական ժամանակում, սկսած ջերմաստիճանի տատանումներից մինչև կառուցվածքային ամրությունը, ինչպես խելացի քաղաքների նախաձեռնություններում, այնպես էլ արդյունաբերական հսկողական ցանցերում:

Ցանցի գործողությունների ավտոմատացում AI-ով կառավարվող BBU կառավարմամբ

ԱԻ-ով աշխատող BBU-ները ինքնաբացաթողում են սպեկտրը, առաջնահերթություն են տալիս արտակարգ ծառայություններին և վերահասցեում են երթևեկությունը խցանման դեպքում։ Լարվածության թեստերի ընթացքում այս համակարգերը ձեռքի միջամտությունները կրճատել են 83%-ով՝ պահպանելով 99.999% անընդհատ աշխատանքի ժամանակ։ Մատակարարները հաղորդում են, որ բնական լեզվի մշակման (NLP) ինտերֆեյսների շնորհիվ խնդիրների լուծումը 22% ավելի արագ է դառնում, որոնք տեխնիկական հարցումները թարգմանում են իրական ժամանակում ախտորոշման համար։

Ինտելեկտուալ BBU-ների արդիականացման միջոցով ավտոնոմ ցանցերի նախապատրաստում

Այժմ վերջին տարբերակի բազային միավորները ստացվում են ներդրված ֆեդերատիվ ուսուցման համակարգերով, որոնք թույլ են տալիս հեռահաղորդակցության ցանցերին կարգավորվել տեղական շահագործման օրինաչափություններին համապատասխան՝ պահպանելով զգայուն տեղեկատվությունը ապահով: Վերցրեք օրինակի որպես Ճապոնիայի Rakuten Mobile-ը, որն անցնելով ծրագրային սահմանված BBUs-ներին՝ կարողացել է 35% կրճատել իր 5G անկախ տարածման ժամանակը: Այս ինտելեկտուալ հարթակների իրական հետաքրքրությունն այն է, թե ինչպես են դրանք նախապատրաստում ցանցերի համար, որոնք կարող են ինքնուրույն մտածել: Պատկերացրեք, որ աշտարակները ավտոմատ ձևով կարգավորում են սիգնալի ուժն ուժեղ անձրևների ընթացքում կամ ֆուտբոլային խաղերի տիկնիկների ժամանակ, երբ հազարավորներ են հավաքվում ստադիոններում: