BBU-ның Базалық Трансивер Станциялармен сәйкестігінің себебі неде?

BTS архитектурасы мен функционалды интеграциядағы BBU-ның негізгі рөлі

Базалық жиілікті өңдеуді басқару: BBU модуляцияны, кодтауды және ресурстарды бөлуді қалай басқаратыны

Базалық трансиверлік станция (BTS) архитектурасының негізінде барлық негізгі сандық сигналдарды өңдеу жұмысын басқаратын Базалық жиілікті блок (BBU) орналасқан. Модуляция әдістері, каналдық кодтау әдістері және ресурстарды әртүрлі каналдар бойынша динамикалық тарату сияқты нәрселерді елестетіңіз. Сигналдарды шығару кезінде бұл құрылғы таза деректер ағынын Квадратуралық амплитудалық модуляция (QAM) сияқты әртүрлі схемалар арқылы модуляцияланған символдарға айналдырады. Сонымен қатар, берілу кезінде деректердің бұзылуынан қорғау үшін алдын ала қате түзету кодтарын қосады. Шынымен ғажайып нәрсе — бұл нақты уақыттағы ресурстарды бөлу алгоритмдері іске қосылғанда болады, онда барлық жол жиілік жолағы бірнеше пайдаланушылар арасында таратылады, сондықтан ешкім өз деректерін алу үшін ұзақ күтпейді, бірақ спектрлік кеңістікті максималды пайдалану қамтамасыз етіледі. Қабылдау жағында BBU қажетті демодуляция мен декодтау жұмыстарының барлығын орындайды. Мұнда өңдеу мүмкіндіктерінің мықты болуы шынымен маңызды, себебі бұл ақпараттың қаншалықты тез жылжуына (латенттілік), жалпы деректер алмасу жылдамдығына (жіберу қабілетіне) және сигнал сапасы күтпеген жерден өзгерген кезде жүйелердің дұрыс бейімделуіне әсер етеді.

Интеграцияланған BTS орнатуларында: Базалық жиіліктен RF-ге дейінгі сигнал ағынымен радиожиілікті құрылғылардың архитектуралық байланысы

Негізгі жолақтық блоктар (BBU) әдетте CPRI немесе eCPRI протоколдарын қолданатын стандартты оптикалық талшық арқылы Қашықтан радиоблоктармен (RRU) тығыз байланыста жұмыс істейді. Өңделген базалық жиілікті сигналдар сапасын жоғалтпай, BBU-дан RRU-ға цифрлық деректер ретінде жылжиды. Бұл сигналдар RRU-ға жеткенде, антенналар арқылы радиожиілікке шығару үшін алдымен цифрлық форматтан аналогтыққа түрленеді де, кейін күшейтіледі. Кері бағытта, антенналар РЖ сигналдарын қабылдаған кезде, олар алдымен RRU орнында цифрлық пішінге айналады да, одан кейін декодтау жүзеге асатын BBU-ға жіберіледі. Компоненттер арасында дәл уақыттық сәйкестікті қамтамасыз ететін кешігуі минималды екі бағыттағы байланыс жолы. Мұндай синхрондау бірнеше негізгі транспорттық станцияларды (BTS) қамтитын желілерде координатталған сәулелік пішіндеу әдістері мен massiv MIMO жүйелерін енгізу үшін өте маңызды.

BBUBTS өзара іс-қимылын қамтамасыз ететін стандартталған интерфейстер

CPRI vs eCPRI: BBURU байланыс үшін кідіріс, жолақы ені және үйлесімділік

CPRI протоколы физикалық деңгейдің уақытқа тәуелді операциялары үшін мүлде қажет болып табылатын 100 микросекундтан кем латынтылықты ұсынады. Бірақ оның жанама әсері бар — әр антенна тасымалдаушысына шамамен 24,3 гигабит/секундтай үлкен фронтхол жолақтығы қажет. Бұл 5G желілерін тығыз орналастыру кезінде масштабтау проблемаларын туғызады. Керісінше, eCPRI Split-7.2 сияқты пакеттік Ethernet технологиясын және функционалдық бөлінулерді қолданудың басқа тәсілін қолданады. Бұл өзгерістер базалық жиіліктің виртуализацияланбаған бөлігін сақтап, маңызды функциялар үшін қажетті миллисекундтан кем жауап уақытын жоғалтпай, жолақтықты шамамен 60 пайызға дейін азайтады. Бірақ бір нәрсе бар — операторлар CPRI және eCPRI жүйелерін араластырған кезде радиожиынтықтың барлық микробағдарламалық жабдығы үйлесімді болатынына көз жеткізуі керек. Әйтпесе желі бойынша байланыстың бұзылуына және қызметтердің нашарлауына әкелетін конфигурациялық сәйкессіздіктер пайда болады.

3GPP және O-RAN спецификациялары: BTS экожүйесінде әртүрлі вендорлардың BBU-ларының сәйкестігін қамтамасыз ету

3GPP-нің 15-шы нұсқасы төменгі деңгейдегі бөліктер (мысалы, 2-нұсқа) және плюс немесе минус 1,5 микросекундқа дейін өзгеруі мүмкін уақыттық синхрондау сияқты заттарды қоса алғанда, жабдықтардың қалай жұмыс істеуі керегіне қатысты негізгі стандарттар орнатты. Бұл базалық жиілікті құрылғылар шығарушысына қарамастан біркелкі әрекет етуіне көмектеседі. Содан кейін O-RAN ALLIANCE өзінің тәсілімен келді, нақты бір компанияны қолдамайтын ашық интерфейстерді құрды. Олардың Fronthaul спецификациясы – бұл бағдарламалық жасақтан құрылғыларды бөліп, әртүрлі өндірушілердің базалық жиілікті құрылғылары радиожиілікті құрылғылармен кез келген BTS конфигурациясында сәйкес келіп жұмыс істеуіне мысал бола алады. 2023 жылғы салалық цифрларға қарағанда, глобалды түрде операторлардың көбі, яғни оннан жетеуі, қазір бұл O-RAN шешімдеріне қосылған. Негізгі себебі – олар әрқашан бір ғана вендордың жабдығына тәуелді қалғысы келмейді. Бұл ығғарыс әртүрлі вендорлар арасында тестілеуді жылдамдатты және жаңа өнімдерді сертификаттау уақытын қысқартты.

Функционалдық бөліктер мен RAN эволюциясы: D-RAN, C-RAN және O-RAN арасында BBU міндеттері қалай өзгереді

FH-7.2, FH-8 және басқа да бөліктер: BBU интерфейс талаптарына және BTS интеграция икемділігіне әсері

O-RAN Alliance стандарттаған функционалдық бөліктер физикалық деңгейдегі өңдеудің қай жерде орындалатынын қайта анықтайды және радио блоктары (RUs), таратылған блоктар (DUs) мен орталықтандырылған блоктар (CUs) арасындағы міндеттерді ығыстырады. Бұл ығысулар BBU интерфейсінің дизайнын және BTS орнату икемділігін тікелей айқындайды:

• FH-7.2 бөлігі дербес PHY функцияларын (мысалы, IQ сығылуы, FFT/IFFT) RU-ға жылжытады, фронтхол бандрең кеңдігін шамамен 40% дейін азайтады және cloud-RAN-ды енгізуді жеңілдетеді.
• FH-8 , ол DU-да толық PHY өңдеуді сақтайды, бірақ <250 µs строгі латенттілік шектеулерін қажет етеді және massive MIMO-ның тығыздалуы сияқты алдыңғы қатарлық мүмкіндіктерді қолдайды.

Сәйкесінше:

Әрбір бөліну нақты аппараттық синхрондау механизмдері мен хабарлама қолдауын талап етеді — бірақ жалпы алғанда олар сатушыға тәуелді шектеулерді жояды және 5G желісінің масштабталуын тездетеді.

BTS-пен үйлесімділікті тікелей мүмкінді ететін негізгі BBU қабілеттері

Базалық диапазондық блоктың (BBU) Базалық трансиверлі станциялармен (BTS) үйлесімділігі заманауи RAN архитектуралары бойынша үйлесімді интеграцияны қамтамасыз ететін бес негізгі қабілетке байланысты:

• Масштабталу : Техникалық жаңартусыз трафиктің өсуі мен желінің кеңеюіне бейімделу үшін өңдеу ресурстарын динамикалық бөлу — дамып отырған 5G сыйымдылығының талаптарын қанағаттандыру үшін.
• Жоғары өңдеу қуаты : Нақты уақытта модуляциялау, кодтау және тапсырманы белгілеу үшін 100 Гбит/с дейінгі тұрақты өткізу қабілеті — төмен кешеуілді, жоғары сапалы сигналдарды өңдеу үшін маңызды.
• Протоколдың икемділігі : Бағдарламалық-анықталатын интерфейстер арқылы CPRI, eCPRI және O-RAN фронтхол стандарттарын қолдау, әртекті BTS экожүйелері арасындағы ынтымақтастықты қамтамасыз ету.
• Виртуализацияны қолдау : Cloud-RAN принциптеріне сәйкес келетін аппараттық тәуелсіз дизайн, 2025 жылға дейін желілердің 40% қамтиды деп болжанатын контейнерленген жүктемелер мен инфрақұрылым-как-сервис модельдерін қолдайды.
• Қауіпсіздікті сақтау : 3GPP қауіпсіздік нысандарына (мысалы, TS 33.501) сәйкес келетін ішкі шифрлау, өзара аутентификациялау және кілттерді басқару, ашық RAN ортасында соңына дейінгі сенімді қамтамасыз етеді.

Бірге алғанда, бұл мүмкіндіктер дербес кедергілерді жояды және таратылған, орталықтандырылған және гибридті RAN орнатулары бойынша тұрақты, сенімді сигнал өңдеуді ұсынады.