Ինչի վրա պետք է հիմնվեք՝ 5G ցանցերի համար բազային միավոր ընտրելիս

Ծանոթացեք բազային միավորի դերին 5G համատեղելիության հարցում

Ինչպես է 5G համատեղելիությունը ձևավորում բազային միավորի ընտրությունը

5G ցանցերին անցումը նշանակում է, որ օպերատորներին անհրաժեշտ են բազային շեղումի միավորներ (BBU), որոնք կարող են աշխատել բազմաթիվ ռադիոհասանելիության տեխնոլոգիաների հետ, ներառյալ 3G, 4G և այժմ նաև 5G՝ միևնույն հարթակում: Ըստ 2025 թվականի արդյունաբերության վերջերս հրապարակված զեկույցների՝ այս բազմառեժիմային հնարավորությունները օգնում են կրճատել կրկնօրինակված սարքավորումները և հեշտացնում են ցանցերի աստիճանական ընդլայնումը առանց խոշոր փոփոխությունների: Այնուամենայնիվ, այսօրվա BBU-ները կենտրոնացած են շատ ավելի լայն ալիքային տիրույթների վրա, երբեմն հասնելով մինչև 400 ՄՀց լայնության: Բացի այդ, նրանք պետք է աշխատեն այնպիսի մեծ MIMO կառույցների հետ, որոնք կարող են միավորել 64-ից մինչև 256 անտեննա: Այս ամենն արդյունքում պահանջում է մոտ տասն անգամ ավելի մեծ հաշվողական հզորություն՝ համեմատած 4G տեխնոլոգիայի օրերի հետ:

Բազային սարքի (BBU) հիմնական բաղադրիչները, որոնք ապահովում են 5G աջակցություն

Կարևոր բաղադրիչներն են՝

• Բազմամիջուկային պրոցեսորներ իրական ժամանակում սիգնալի մոդուլացիայի և դեմոդուլացիայի համար
• eCPRI ինտերֆեյսներ աջակցում է fronthaul տվյալների արագություններին՝ մինչև 25 Գբիթ/վ
• Ծառայությունների ծրագրային փաթեթներ, որոնք ստեղծվել են ամպային հիմունքներով թույլատրում է ցանցի ֆրագմենտավորում և ուշացման օպտիմալացում

Դրանք համատեղ աշխատում են՝ հասնելու 5G-ի 1 մվրկ ուշացման նպատակներին և աջակցելու արագ հուսալի ցածր ուշացմամբ կապի (URLLC) համար: Ավանդական BBU-ները նաև ինտեգրում են AI-վրա հիմնված սխալների ուղղում, ինչը բարձր միջամտության միջավայրում սիգնալի դեֆորմացիան կրճատում է մինչև 52%:

Բազային շերտի միավորի ֆունկցիոնալ բաժանումները և դրանց ազդեցությունը ցանցի կատարման վրա

3GPP-ն ֆունկցիաները տարբեր ճարչությունների վրա բաշխելու ձևը (դրանք կոչում են Ընտրանքներ 2-ից 8) հիմնականում որոշում է, թե այդ կենտրոնական միավորների և եզրային միավորների միջև որտեղ է տեղի ունենում մշակումը: Վերցրեք, օրինակ, Split 7-ը: Այս կառուցվածքը ֆիզիկական շերտի որոշ աշխատանքներ տեղափոխում է հեռացված ռադիո միավորներին, ինչը իրականում նվազեցնում է fronthaul շիրականության պահանջը մոտ 60 տոկոսով: Սակայն այստեղ էլ կա մի խնդիր. հիմա համակարգին անհրաժեշտ է շատ ավելի լավ ժամանակային համաձայնեցում՝ մոտավորապես ±130 նանովրկյան ճշգրտությամբ: Եվ սա շատ կարևոր է, երբ միլիմետրային ալիքի 5G ցանցեր են տեղադրվում շենքերով ու ենթակառուցվածքներով լի մեծ քաղաքներում:

Գնահատել տեղադրման ճարտարապետությունները՝ D-RAN, C-RAN և Open RAN

Բաշխված և կենտրոնացված RAN. Baseband Unit-ի տեղադրման հետևանքներ

Բաշխված RAN-ից (D-RAN) կենտրոնացված RAN (C-RAN) անցումը հիմնարարորեն փոխում է, թե ինչպես են բազային շեղումի միավորները (BBU) կատարում սիգնալի մշակման գործառույթները: Ավանդական D-RAN կառույցներում յուրաքանչյուր բջջային կետ ունի իր սեփական BBU սարքավորումները, ինչը նշանակում է, որ օպերատորները ստիպված են առնչվել զգալիորեն ավելի մեծ սպասարկման ծախսերի և էլեկտրաէներգիայի սպառման հետ: Սակայն C-RAN ճարտարապետությանը անցնելուց հետո իրավիճակը փոխվում է: Կենտրոնացնելով BBU-ները կենտրոնական տեղակայումներում՝ ցանցի մատակարարները կարող են 40 տոկոսով կրճատել կետերի սպասարկման կարիքները՝ համաձայն Dell'Oro հետազոտության, որը կատարվել է անցյալ տարի: Ավելին, այս կառույցը թույլ է տալիս ցանցի տարբեր ռադիո միավորների միջև ավելի խելացի ռեսուրսների բաշխում: Ինչ նշանակում է սա սարքային պահանջների տեսանկյունից: Ժամանակակից BBU-ները պետք է աջակցեն արագագույն fronthaul միացումներին՝ 2 միլիվայրկյանից ցածր լատենսիով, և ներառեն եզրային հաշվարկման (edge computing) հատկություններ, եթե ցանկանում են համապատասխանել այսօրվա 5G ծառայությունների բարձր պահանջներին:

Բաց RAN և փոխընդունելիություն. Ռեսուրսային լայնաշերտ լուծումների ապագան

Բաց RAN մոտեցումը հնարավորություն է տալիս տարբեր մատակարարների համատեղ աշխատել ստանդարտ ինտերֆեյսների շնորհիվ, ինչպես օրինակ O-RAN-ի Open Fronthaul սպեցիֆիկացիան: Ըստ վերջերս հրապարակված որոշ ուսումնասիրությունների՝ կիրառական գիտություններով զբաղվող մասնագետների կողմից, ցանցի օպերատորները, որոնք իրականացնում են բաց RAN բազային կայաններ (BBU), նոր հնարավորություններ են առաջարկում մոտ 30 տոկոսով ավելի արագ, քան փակ համակարգերին սահմանափակվածները: Այս ճկունությունը աշխատելու համար սակայն, այս BBU-ները պետք է համատեղելի լինեն 3GPP ստանդարտների հետ՝ ներառյալ 7-2x կամ 8 տարբերակները: Վաղ օգտագործողները նաև նախընտրություն են տալիս Օ-DU և Օ-CU ֆունկցիաները մեկ ֆիզիկական միավորի մեջ միավորել, այլ ոչ թե դրանք առանձին պահել:

Գնահատել ղեկավարման, ավտոմատացման և կառավարման հնարավորությունները

Կառավարման հարթակի հուսալիությունը բազային կայանի ճարտարապետությունում

ԲԲՕ-ում կառավարման հարթակը շատ կարևոր դեր է խաղում այն բաները հարթ ընթացքով պահելու համար այն 5G կիրառություններում, որոնք զգայուն են ուշացումների նկատմամբ և օգտագործվում են արդյունաբերական IoT կառույցներում և ինքնաշարժ համակարգերում: Երբ ցանցերը բեռնված են՝ գագաթնակետի ժամերին, այս բաղադրիչը պետք է ճիշտ կերպով մշակի այդ ազդանշանային երթևեկությունը՝ անհրաժեշտության դեպքում առաջնահերթություն տալով: Այժմ մեծամասնությամբ ժամանակակից համակարգերը ներառում են հատուկ սարքային արագացուցիչներ՝ համատեղված հզոր սխալների ուղղման մեթոդների հետ, որպեսզի ամեն ինչ աշխատի նախատեսվածի պես: Վերլուծելով իրական տվյալները՝ տեղայնացված կառավարման մոտեցումները փաթեթների կորստյան ցուցանիշը 37%-ով կրճատել են հին կենտրոնացված մոդելների համեմատ: Այդպիսի բարելավումը շատ կարևոր է այն կիրառությունների համար, որտեղ նույնիսկ փոքր ուշացումները կարող են հանգեցնել խոշոր խնդիրների կամ անվտանգության խնդիրների:

Ինտելեկտուալ BBU կառավարման համար ավտոմատացում և օրկեստրացման հատկություններ

Այսօրվա բեյս սահմանափակված միավորները հիմնված են ավտոմատացված համակարգերի վրա, որոնք կարգավորում են ռեսուրսները՝ կախված ցանկացած պահի երթևեկության վիճակից: Այս հնարավորությունը շատ կարևոր է 5G ցանցի սլայսինգի ճիշտ աշխատանքի համար: Այդ համակարգերում ներդրված օրկեստրային պլատֆորմները իրականում օգտագործում են արհեստական ինտելեկտ՝ ցանցերում խցանումներ առաջանալու դեպքում տվյալները վերահասցեավորելու համար՝ խնդիրներ առաջանալուց առաջ: Վերջերս կատարված ուսումնասիրությունների համաձայն՝ այս տեսակի ինտելեկտուալ 마րշրուտավորումը կրճատում է մարդկային միջամտությունների անհրաժեշտությունը մոտ կեսով: Բացի այդ, նույն պլատֆորմները ֆիրմվեյրի թարմացումներն ու այլ կարգավորումներ շատ ավելի հարթ են կատարում, քան հին մեթոդները: Դրանք ապահովում են համատեղելիությունը 3GPP-ի վերջին սպեցիֆիկացիաների հետ՝ առանց ծառայությունների մեջ խոշոր խառնաշփոթներ առաջացնելու, որոնց վրա հիմնվում են հաճախորդները ամենօրյա հիմքով:

Ապահովել մասշտաբավորումն ու ապագայի համատեղելիությունը բեյս սահմանափակված միավորի նախագծման մեջ

Ժամանակակից 5G ցանցերի համար բեյսբենդ միավորները (BBU) պետք է աշխատեն լավ՝ սկզբից և նաև կարողանան հարմարվել ժամանակի ընթացքում: Արդյունաբերությունը վերջերս ընդունել է մասշտաբավորվող և մոդուլային նախագծումները, քանի որ դրանք շատ լավ են աշխատում տեխնոլոգիայի տարբեր սերունդների ընթացքում: 2024 թվականին կատարված վերջերս հետազոտությունը իրոք ցույց տվեց մի հետաքրքիր փաստ՝ համակարգերը, որոնք կառուցված են փոխարինվող մասերով, ընդհանուր ծախսերը կրճատում են մոտ 30%-ով՝ համեմատած այն համակարգերի հետ, որոնք օգտագործում են ֆիքսված բաղադրիչներ: Շատ խոշոր սարքավորումների արտադրողներ նույնպես միանում են այս շարժմանը: Նրանք վաճառում են այսպիսի մոդուլային BBU կառուցվածքներ, որոնք թույլ են տալիս օպերատորներին թարմացնել համակարգը մաս-մաս: Կարող եք մտածել օրինակ՝ վիրտուալացված ցանցային ֆունկցիաներ (VNF-ներ) ավելացնելու կամ պարզապես փոխարինել հին պրոցեսորները՝ առանց ամեն ինչ քանդելու և նորից սկսելու:

4G-ից 5G անցման դեպքում ծառայությունների ընդհատումները նվազեցնող ԲԲՈՒ-ի ճկուն կոնստրուկցիաները պահպանում են հետընթաց համատեղելիությունը: Օրինակ՝ վիրտուալացված RAN (vRAN) ճարտարապետությունները թույլ են տալիս ծրագրային սահմանված արատներ 5G New Radio (NR)-ին՝ պահպանելով LTE-ի հին կապը և խուսափելով այնպիսի «forklift upgrade» թանկարժեք մոդերնացումներից, որոնք 2023 թվականին պատճառ էին դառնում տեղադրման 42% ուշացումների:

Ապագա համակարգերը պատրաստելու համար անհրաժեշտ է անխափան թարմացում, որտեղ ծրագրային ապահովումը թարմացվում է պարբերական պահպանման ստուգումների հետ միասին, եւ ոչ ոք նույնիսկ չի նկատում անջատման ժամանակը: Նորագույն հիմնական կապի միավորները կառավարում են այս հնարքը պահուստային էլեկտրաէներգիայի աղբյուրներով, առանձին կառավարման եւ տվյալների ուղիներ, բացի ավտոմատ սխալների վերականգնման համակարգերից, երբ ինչ-որ բան սխալ է ընթանում: Օրինակ, Եվրոպայում հեռահաղորդակցության խոշոր ընկերություն, որը հաջողվել է պահել իր ցանցը գրեթե անթերի 99.999% հասանելիությամբ, երբ 5G-ն գործարկում էր փուլերով: Նրանք օգտագործում էին ամպային կառավարման հատուկ հարթակներ, որոնք միաժամանակ համակարգում են տարբեր վայրերում կատարվող բոլոր թարմացումները: Չէ վատ, հաշվի առնելով, թե որքան բարդ են դարձել ժամանակակից ցանցերը:

Վերլուծել պրոցեսորի տեխնոլոգիան և ծախսերի արդյունավետությունը

BBU-ների համար պրոցեսորների տարբերակներ՝ GPP, DSP և SoC փոխզիջումներ

BBU-ի կատարումը կախված է պրոցեսորի ընտրությունից՝ 5G-ում օգտագործվում են երեք հիմնական տեսակներ.

Ընդհանուր նպատակներով պրոցեսորները (GPP-ները) թույլ են տալիս արագ ծրագրային թարմացումներ, սակայն ճառագայթման ձևավորման խնդիրների ժամանակ օգտագործում են 38% ավելի շատ էներգիա, քան թվային սիգնալի պրոցեսորները (DSP-ները) (2024 թ.՝ «Շարժական ցանցերի զեկույց»): Սիստեմ-վա-չիփ (SoC) լուծումները առաջարկում են հավասարակշռված մոտեցում, ապահովելով 12 ՏերաՕPS/մմ² հզորություն մեծ ՄԻՄՈ մշակման համար և կրճատելով ֆիզիկական տարածքը 60%-ով համեմատած տարանջատ իրականացումների հետ:

Արհեստական ինտելեկտը և մեքենայական ուսուցումը բազային սիգնալների մշակման մեջ

Արհեստական ինտելեկտով հարստացված BBUs-ները օպտիմալացնում են ռեսուրսների հատկացումը՝ կրճատելով արձագանքման ուշացումը 53%-ով դինամիկ երթևեկության պայմաններում: Մեքենայական ուսուցման մոդելները կանխատեսում են խցանումները 89% ճշգրտությամբ՝ թույլ տալով ակտիվ բեռի բաշխում վիրտուալացված BBU պուլերի վրա:

Ընդհանուր սեփականության արժեքը՝ կատարողականության, նորարարության և բյուջեի հավասարակշռում

Պրեմիում պրոցեսորները անշուշտ ունեն ավելի բարձր սկզբնական գին, սովորաբար 50-70 տոկոսով ավելի թանկ են, քան ստանդարտ տարբերակները: Սակայն դրանք հաշվի առնելու համար արժանի են իրենց հիանալի էներգաարդյունավետությամբ, որը խոշոր գործառնությունների դեպքում տարեկան կարող է խնայել մոտավորապես 8,2 դոլար վատտի հաշվարկով: Բեյսբենդ միավորների մոդուլային կառուցվածքը նույնպես փոխակերպողական էր: Այս համակարգերը տևում են ութից տասը տարի, քանի որ հնարավոր է դաշտային արդիականացում՝ FPGA մոդուլների միջոցով, ինչպես նաև սովորական ծրագրային ռադիո թարմացումների միջոցով: Ըստ Deloitte-ի 2023 թվականին հրապարակված հետազոտության՝ հեռահաղորդակցության ընկերությունները ներդրումների վերադարձ են ստանում մոտ 22 տոկոսով ավելի արագ, երբ սարքավորումների փոխարինումը համատեղվում է 3GPP սպեցիֆիկացիաների թողարկման հետ, այլ ոչ թե կամայական ընդմիջումներով:

FAQ բաժին

Ի՞նչ դեր է խաղում բեյսբենդ միավորը (BBU) 5G ցանցերում:

5G ցանցերում բազային շեղումահան (BBU) պատասխանատու է միասնական հարթակի վրա 3G, 4G և 5G ռադիո մուտքի տեխնոլոգիաների մշակման համար: Այն կառավարում է լայն շառավղային ալիքներ և աջակցում է massive MIMO կոնֆիգուրացիաներին՝ պահանջելով զգալի հաշվողական հզորություն:

Ինչպե՞ս է C-RAN-ին անցումը ազդում բազային շեղումահանների վրա:

Կենտրոնացված RAN-ի (C-RAN) անցումը կենտրոնացնում է բազային շեղումահանները՝ կրճատելով սպասարկման և էլեկտրաէներգիայի ծախսերը: Սա թույլ է տալիս ավելի խելացի ռեսուրսների բաշխում՝ պահանջելով, որ բազային շեղումահանները կարողանան մշակել ուլտրա արագ fronthaul կապեր և edge computing՝ օպտիմալ 5G սպասարկում ապահովելու համար:

Ինչ առավելություններ ունեն Open RAN-ի բազային շեղումահանները:

Open RAN-ի բազային շեղումահանները տարբեր մատակարարներին թույլ են տալիս համագործակցել ստանդարտ ինտերֆեյսների միջոցով՝ արագացնելով նոր հնարավորությունների ներդրումը փակ համակարգերի համեմատ: Այս միավորները պետք է համապատասխանեն 3GPP-ի ստանդարտ բաժանման կոնկրետ պահանջներին՝ փոխընդունելիություն ապահովելու համար:

Ինչպե՞ս է պրոցեսորի ընտրությունը ազդում BBU-ի կատարման վրա

BBU-ի արդյունավետությունը մեծապես կախված է պրոցեսորի ընտրությունից, ընդ որում ընդհանուր նշանակության պրոցեսորները (GPP), թվային սիգնալների պրոցեսորները (DSP) և System-on-Chip (SoC) լուծումները տարբեր առավելություններ, սահմանափակումներ և սեղմ էներգաօգտագործում են ապահովում: