ББУ-дың қандай мүмкіндіктері желінің масштабталуын қолдайды?

Тікелей және көлденең масштабтауға арналған модульді BBU аппараттық құралдарының дизайны

Қазіргі заманғы байланыс жабдықтары екі өзара толықтыратын масштабтау стратегияларын қолдайтын базалық жиілікті блок (BBU) архитектураларына сүйенеді: тікелей масштабтау — жеке құрылғыларды қосымша өңдеу қуатымен күшейту; көлденең масштабтау — жүктемені тарату және өткізу қабілетін арттыру үшін желі бойынша көбірек BBU түйіндерін орнату.

Қосымша өткізу қабілетін постепен түрде арттыру үшін қыздыру-алмастырылатын модульдер мен шасси икемділігі

Операторлар қызметтерді тоқтатпай-ақ процессорлық карталар мен радиоинтерфейстік блоктар сияқты аппараттық компоненттерді ауыстыра немесе орнатып ала алады, себебі жабық тәртіпте (hot swapping) жұмыс істейтін салада алмастырылатын модульдар қолданысқа енгізілген. Бұл қандай артықшылық береді? Қажет болған кезде жылдам өндірістік қуатты кеңейту мүмкіндігі. Жаңа процессорлық картаны ғана қосыңыз — және шығыс өнімділігі шамамен 40% шамасында бірден өседі. Қазіргі заманғы шасси конструкциялары стандартты слоттар мен әртүрлі модульдерге (мысалы, шифрлау үдеуіштері мен фронтхол интерфейстері сияқты) үйлесімді адаптивті артқы шина жүйелерімен жабдықталған. Бұл икемділік компанияларға қажетті құрылғыларды дәл өздеріне қажетті түрде құруға мүмкіндік береді, сонымен қатар бір ғана өндірушінің жабдықтарына тәуелді қалмайды; сонымен қатар, бағалы стойка орнын үнемдейді. Саладағы сынақтар көрсеткендей, бұл жабық тәртіпте ауыстыру мүмкіндіктері техникалық қызмет көрсету кезіндегі тоқтап қалу уақытын ескі жүйелерге қарағанда шамамен 90% қысқартады, себебі ескі жүйелерде барлық компоненттер бірінші күннен бастап қатты орнатылған болатын.

Есептеу жүктемелеріне қатысты жұмыстар үшін CPU/ FPGA/ GPU кеңейтуі мен жады пропускная қабілетін оптимизациялау

Қазіргі заманғы базалық жиілік блоктары (BBU) 5G-Advanced талаптарын және ашық радиожелілердің (Open RAN) спецификацияларын қанағаттандыруы керек, сондықтан олар әртүрлі типтегі есептеу қуатын біріктіреді. Мысалы, өзгертуге болатын бағдарламалық логикалық матрицалар (FPGA) әрбір микросекунд маңызды болатын өте жылдам сигналды өңдеу есептерін шешеді. Графикалық процессорлар (GPU) сәулеленуді бағыттау (beamforming) және интерференция мәселелерімен күресу сияқты жасанды интеллектті қолдану кезінде қосылады. Ал көп-сокетті орталық процессорлар (CPU) барлық басқару жазықтығы операцияларын басқарады және барлығын артқы планда ұйымдастырады. Жадыға келгенде, өндірушілер деректерді секундына 1 терабайттан астам жылдамдықпен таратуға мүмкіндік беретін DDR5 және HBM3 технологияларына жүгіреді. Бұл түрдегі жылдамдық үлкен масштабты көп кіріс-көп шығыс (MIMO) жүйелерін қолдау үшін және нақты уақыт режиміндегі фронтхол өңдеу талаптарына сай келе алу үшін міндетті. Бұл мүмкіндікті қамтамасыз ететін бірнеше ақылды оптимизациялар да бар — мысалы, кэш аумағын бөлу арқылы негізгі базалық жиілік функцияларының жұмысы баяулағанша, NUMA принциптерін пайдаланып әртүрлі сокеттер бойынша жадыны ақылды түрде бөлу және фронтхол трафигін шамамен 35% азайтатын ішкі аппараттық сығу. Барлық бұл компоненттердің ынтымақтастығы ұялы станциялар 200 гигабит/секунд өткізу қабілетімен тұрақты деректер ағындарын өңдейтін кезде де 5 миллисекундтан төмен латенттілікті сақтайды және 5G Жаңа Радио (New Radio) жұмысының тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

ББУ-дың бұлтты негізде және бағдарламаланатын желілеумен (SDN/NFV) интеграциясы

SDN-қа негізделген ББУ басқару арқылы басқару жазықтығының бөлінуі және динамикалық оркестрация

Бағдарламалық-анықталған желілеу немесе SDN базалық диапазондық блоктарды басқару тәсілін өзгертеді, ол үшін басқару функциялары деректерді өңдеуден бөлінеді. Бұл ақылды басқарушылар орталықта көпшілік ойлау процестерін атқаратын, ал өз кезегінде BBUs деректерді жіберу мен радиоресурстарды басқару бойынша жергілікті шешімдер қабылдауға мүмкіндік беретін жүйені құрады. Ашық қолданбалы бағдарламалау интерфейстері (API) қолжетімді болғандықтан, желі операторлары қазіргі уақытта спектрді бөлу параметрлерін уақытылы түзетуге, қажет болған кезде әртүрлі модуляция әдістеріне ауысуға және нақты уақыттағы трафик жағдайына сәйкес ұялы секторлар арасында жұмыс көлемін теңестіруге мүмкіндік алады. Сағаттың тығыз кезеңдерінде желі жүктемесі артқан кезде бұл SDN жүйелері шамамен лездік іске қосылып, ешқандай қолмен конфигурациялаусыз желі қуатын асыра жүктемелі аймақтардан ауыстырады. Нәтижесі қандай? Техниктерге арналған тоқтатулар мен қиындықтар азаяды. 2024 жылғы соңғы салалық есепте SDN технологиясын қолданған компаниялардың басқару шығындары әдеттегі, жеке құрылғыларға негізделген әдістерге қарағанда жалпы желі басқару шығындарын шамамен үштен бір бөлігіне дейін азайтқаны көрсетілген.

Виртуалдандырылған базалық жиіліктік функциялар және NFV арқылы автоматтандырылған өмірлік циклды басқару

Желілік функциялардың виртуалдауы (NFV) — бұл телеком компанияларының инфрақұрылымын қалай басқаратынын өзгертіп жатыр. Қымбат, иелікте болатын BBU құрылғыларына сүйенудің орнына операторлар қалыпты, дүкеннен сатып алынатын серверлерде базалық жиілікті функцияларды іске қосады. Сигналды өңдеу, арна кодтау және 2-ші қабат протоколдары сияқты процестер барлығы жеңіл виртуалды желілік функциялар ретінде немесе бұлтты нативті альтернативалар ретінде жұмыс істейді. Бүкіл жүйе Kubernetes және ONAP сияқты платформалар арқылы автоматты түрде басқарылады, олар орнатудан бастап, қажет болған кезде масштабтау, ақауларды жою және жаңартуларды қолдану сияқты барлық процестерді орталықтандырылған панельдерден орындайды. Трафик қатарынан көтерілген кезде бұл NFV жүйелері виртуалды BBU көшірмелерін тез құрып, оларды әртүрлі сервер топтарына таратады. Ал сұраныс төмендеген кезде олар қосымша ресурстарды өшіріп, энергия үнемдейді. Өткен жылғы Cloud RAN Benchmark зерттеуінің нәтижелеріне сәйкес, бұл икемді тәсіл капиталдық шығындарды шамамен екі есе азайтады, сонымен қатар 99,999% өте жоғары жұмыс істеу уақытын сақтайды. Дегенмен, NFV-тің ерекшелігі — жаңартулардың қаншалықты тез таратылатыны. Компаниялар жаңа мүмкіндіктерді минуттар ішінде мыңдаған орынға жеткізе алады, ал бұрын ол үшін апталар күтілуі керек еді; бұл қызметтерді пайдаланушылар үшін тоқтатпай, жаңартуларды тезірек енгізу мүмкіндігін береді.

Орнатуға бағытталған BBU форматтары мен инфрақұрылымды туралы қосымша ақпарат

Distributed және орталықтандырылған vRAN үшін Sidecar және стойкаға орнатылатын BBU конфигурациялары

Дұрыс BBU форматын таңдау аппараттық құрылғының дизайнын орнату ерекшеліктері мен инфрақұрылымдағы шектеулерге сәйкестендіру кезінде өте маңызды. Бүйірлік BBU-лар — бұл антеннаның қасында орналасатын кішігірім, энергия тиімді құрылғылар. Олар сигналдың кешігуін азайтады, сондықтан олар өте сенімді және минималды кешігу уақытымен жұмыс істейтін қосымшалар үшін, мысалы, URLLC қызметтері немесе таратылған vRAN орнатуларындағы шеткі есептеу (edge computing) есептері үшін өте тиімді. Ал екінші жағынан, стойкаға орнатылатын BBU-лар барлық базалық жиілікті өңдеуді орталық орталықтарда біріктіреді. Бұл тәсіл кейде орналастыру алаңын шамамен 40% қысқартады және жылу реттеуін, резервті қоректендіру көздерін және күнделікті тексерістерді басқаруды да жеңілдетеді. Көптеген желілік қамтамасыз етушілер ресурстарды әртүрлі аймақтар арасында бөлісу мүмкіндігін беретін және масштабтауға ыңғайлы болғандықтан стойкаға орнатылатын нұсқаларды таңдайды. Бірақ бүйірлік BBU-ларды да ұмытпаңыз! Олар әлі де шектеулі орын немесе қол жетпейтін аймақтарда маңызды рөл атқарады. Екі нұсқа да SDN және NFV технологияларымен жақсы үйлеседі, сондықтан барлығы заманауи бұлутты желілерде сауықтырылған түрде біріктіріледі.

AI-мен басқарылатын ресурстардың масштабталатын BBU кластерлері бойынша оптимизациясы

Жасанды интеллект BBU кластерлерін басқару тәсілін өзгертті, оларды тек проблемаларға реакция беруден белсенді және икемді болуға ыңғайластырды. Трафик деңгейі, бір уақытта қосылған пайдаланушылар саны, спектрдің қолданылуының тиімділігі және аппараттық құрылғыларды бақылау деректері сияқты нақты уақыттағы негізгі көрсеткіштер машиналық оқыту жүйелеріне беріледі. Бұл жүйелер 48 сағатқа дейінгі қажетті қуатты алдын ала болжай алады, содан кейін виртуалды базалық диапазондық функцияларды қажетінше автоматты түрде кеңейтеді немесе қысқартады. Арнайы күшейтілген оқыту әдістері есептеу қуатын желінің әртүрлі бөліктері арасында қалай тарату керектігін, сонымен қатар жолақ ені мен қуат параметрлерін басқаруды үнемі жақсартып отырады. Бұл тәсіл қолданылмайтын құрылғыларды ақылды түрде сөндіру арқылы энергия шығынын шамамен 22% қысқартады. Серверлер арасында жұмыс жүктемесін теңестіру кезінде автоматтандыру жалпы пайдалану деңгейін шамамен 30% арттырады. Бұл 5G трафигі әрі қарай өскен сайын BBU пулдарын кеңейтуді әлдеқайда оңайлатады. Нәтижесінде біз негізінде өзін-өзі түзететін инфрақұрылым аламыз. Бұл компанияларға алдын ала артық жабдық сатып алуын болдырмағанымен қатар, маңызды қолданбалар үшін латенттілікті 5 миллисекундтан төмен ұстайды және ешкімнің қолмен түзету үшін араласуына тура келмейтін трафиктің кенеттен өсуін де өңдей алады.