5G желілері үшін базалық жиілікті блок таңдаған кезде ескеру керек нәрселер

Базалық жиілік бірлігінің 5G-пен сәйкестіктегі рөлін түсіну

5G-пен сәйкестік базалық жиілік бірлігін таңдауды қалай анықтайды

5G желілеріне қарай қозғалу операторлардың бір платформада 3G, 4G және қазіргі уақытта 5G технологияларын қамтитын бірнеше радиоқол жеткізу технологияларын қолдауы мүмкін болатын базалық жиілікті блоктарға (BBU) қажеттілігін туғызады. 2025 жылғы саланың соңғы хабарламаларына сәйкес, әр түрлі аймақтарда 5G-ді енгізу барысында осы көп режимді мүмкіндіктер қосарланған жабдықтарды азайтуға және желілерді ірі өзгерістерсіз уақыт өте кеңейтуге жеңілдік жасайды. Бүгінгі күні BBU-лар белгілі бір қиыншылықтарға тап болуда. Олар бұрынғыдан ә существенно кеңірек каналдармен, кейде 400 МГц дейінгі жолақтылықпен басқаруға тиіс. Сондай-ақ, олар 64-тен 256 антенналарға дейінгі MIMO конфигурацияларымен жұмыс істеуі қажет. Бұл барлығы 4G технологиясы кезінде қажет болғанымен салыстырғанда шамамен он есе көбірек есептеу қуатын қажет етеді.

5G-ді қолдауға мүмкіндік беретін базалық жиілікті блоктың (BBU) негізгі компоненттері

Негізгі компоненттерге мыналар жатады:

• Көп ядралы процесорлар нақты уақыт режиміндегі сигналды модуляциялау мен демодуляциялау үшін
• eCPRI интерфейстері фронтхол деректерінің жылдамдығын 25 Гбит/с дейін қолдау
• Бұлттық негізде жасалған бағдарламалық жинақтар желілік кесінділерді және кешіктіруді оптимизациялауды іске қосу

Осы құралдар бірге жұмыс істей отырып, 5G желісінің 1 мс кешігуіне арналған мақсаттарына жетуге және ультра сенімді, төмен кешіктірулі байланысты (URLLC) қолдау көрсетуге мүмкіндік береді. Дамытылған BBUs сонымен қатар жоғары интерференциялы орталарда сигнал искажениясын 52%-ға дейін азайтатын ИА-мен қателерді түзету функциясын интеграциялайды.

Базалық жиілікті блоктағы функционалдық бөліктер мен олардың желілік өнімділікке әсері

3GPP функцияларды әртүрлі архитектуралар бойынша (олар оларды 2-ден 8-ге дейінгі опциялар деп атайды) бөлу тәсілі негізінен осы орталық бірліктер мен шеткі жақтағы бірліктер арасында өңдеудің көбі қай жерде жүргізілетінін анықтайды. Мысалы, 7-ші бөлімді қарастырайық. Бұл нақты орнату физикалық деңгейдегі кейбір жұмыстарды қашықтан орналасқан радио бірліктеріне жылжытады, бұл шынында да fronthaul жолақтығына қажеттілікті шамамен 60 пайызға дейін азайтады. Бірақ мұнда да бір қиындық бар. Жүйе енді плюс немесе минус 130 наносекунд дәлдікпен уақыттық синхрондаудың әлдеқайда жақсы болуын талап етеді. Ал ғимараттар мен инфрақұрылымдармен толық үлкен қалаларда миллиметрлік толқынды 5G желілерін орнатқан кезде бұл өте маңызды.

Орнату архитектураларын бағалау: D-RAN, C-RAN және Open RAN

Distributed vs. Centralized RAN: Baseband Unit Deployment үшін салдары

Дистрибутивті RAN (D-RAN) жүйесінен Орталықтандырылған RAN (C-RAN) жүйесіне өту Baseband Units (BBU) сигналды өңдеу міндеттерін қалай орындайтынын негізінен өзгертеді. Дәстүрлі D-RAN жүйелерінде әрбір базалық станция өзінің BBU жабдығына ие, бұл операторларға қолдауды қамтамасыз ету жұмысы мен электр энергиясы шығынын айтарлықтай көбейтеді. Алайда C-RAN архитектурасына ауысқан кезде жағдайлар өзгереді. Dell'Oro компаниясының өткен жылғы зерттеуіне сәйкес, BBU-ларды орталықтандырылған орындарға біріктіру арқылы желі қамтамасыз етушілер сайттарды қолдау қажеттілігін шамамен 40 пайызға дейін азайта алады. Сонымен қатар, бұл конфигурация желідегі әртүрлі радио блоктар арасында ресурстарды тиімді бөлуге мүмкіндік береді. Бұл барлығы құрылғы талаптары үшін не мағынаны білдіреді? Жаңа заманғы BBU-лар 2 миллисекундтан төмен латенттігі бар ультра жылдам fronthaul қосылуларын қолдауы және қазіргі заманның қатаң 5G қызметінің күтілімдеріне сай болу үшін edge computing функцияларын қамтиды.

Open RAN және Үйлесімділік: Икемді Baseband шешімдерінің болашағы

Әр түрлі сатушылардың O-RAN-ның Open Fronthaul спецификациясында көрсетілген стандартты интерфейстер арқасында бірге жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін Open RAN тәсілі. Қолданбалы ғылымдар саласында жұмыс істейтін зерттеушілердің соңғы зерттеулеріне сәйкес, ашық RAN базалық жиілікті блоктарын (BBU) енгізген желі операторлары жабық жүйелерге шектелгендерге қарағанда жаңа мүмкіндіктерді шамамен 30 пайызға тезірек шығарады. Бұл серпінділіктің нақты жұмыс істеуі үшін осындай BBU-лар 7-2x немесе 8 сияқты 3GPP стандарттарының нақты бөліктерімен үйлесімді болуы керек. Ерте пайдаланушылардың өздері де бұл жерде ұнатуды білдіреді — олардың шамамен екі үштен бірі O-DU мен O-CU функцияларын бөлек ұстауға қарағанда, оларды бір физикалық құрылғыға біріктіруді таңдайды.

Басқару, автоматтандыру және басқару мүмкіндіктерін бағалау

Базалық жиілікті блок архитектурасындағы басқару жоспарының беріктігі

Өндірістік IoT жүйелері мен өзін-өзі басқаратын жүйелерде кездесетін латенттілікке сезімтал 5G қолданбаларында BBU ішіндегі басқару жазықтығының маңызы зор. Желілер тұтыну шамасы жоғары болған кезде, бұл компоненттің сигналдық трафикті дұрыс өңдеуі қажет және қажетті жерлерде приоритет беруі керек. Көптеген заманауи жүйелерде қате түзетудің сенімді әдістерімен қатар арнайы аппараттық үдеткіштер де пайдаланылады, бұл барлық нәрсенің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Нақты өмірдегі деректерге сүйенсек, орталандырылмаған басқару тәсілдері ескі орталандырылған модельдерге қарағанда пакет жоғалтуларын шамамен 37% төмендетеді. Мұндай жақсартулар кішігірім кідірістердің өзі үлкен проблемаларға немесе қауіпсіздік мәселелеріне әкелуі мүмкін қолданбалар үшін өте маңызды.

Ақылды BBU басқару үшін автоматтандыру мен оркестрлеу мүмкіндіктері

Бүгінгі таңдағы базалық жиілікті блоктар желідегі трафиктің нақты уақытта қалай өзгеретініне байланысты ресурстарды автоматты түрде басқаратын жүйелерге сүйенеді. Бұл мүмкіндік 5G желісін бөлшектеу қызметін дұрыс жұмыс істеу үшін өте маңызды. Осы жүйелердің құрамына енгізілген оркестрлеу платформалары шынында да жасанды интеллектіні пайдаланып, желілердің кез-келген уақытта тежелуі мүмкін болатын уақытты анықтайды және мәселелер туындағанға дейін деректерді бағыттап қайта бағдарлайды. Соңғы зерттеулерге сәйкес, осындай ақылды маршрутизация адамдардың қолмен түзету қажеттілігін шамамен жартыға дейін қысқартады. Сондай-ақ, осы платформалар бұрынғы әдістерге қарағанда микробағдарламаларды жаңарту мен басқа конфигурациялық өзгерістерді әлдеқайда тегіс орындайды. Олар 3GPP-ның соңғы спецификацияларымен барлығын үйлестіріп отырады және тұтынушылар күнделікті сүйенетін қызметтерге үлкен бұзылулар тудырмайды.

Базалық жиілікті блоктың дизайнында масштабталуы мен болашаққа лайықтылықты қамтамасыз ету

Қазіргі заманның 5G желілері үшін базалық жиілікті блоктар (BBU) бірінші күннен бастап жақсы жұмыс істеуі керек, сондай-ақ уақыт өте келе өзгерістерге икемделе алуы тиіс. Соңғы кезде масштабталатын және модульдік конструкциялар өнеркәсіпте шынымен қолдау тапты, себебі олар технологияның әртүрлі буындарында өте жақсы жұмыс істейді. 2024 жылдың зерттеуі шынымен қызықты нәрсе көрсетті — ауыстырылатын бөлшектермен жиналған жүйелер тұрақты компоненттері бар жүйелермен салыстырғанда жалпы шығындарды шамамен 30% азайтады. Көптеген ірі жабдық шығаратын компаниялар да осы бағытқа қосылып келеді. Олар операторлардың біртіндеп жаңартуына мүмкіндік беретін модульді BBU шассиларын сатуда. Мысалы, виртуализацияланған желілік функцияларды (VNF) қосу немесе барлығын жойып, басынан бастамай-ақ ескі процессорларды ауыстыру секілді нәрселерді ойластырыңыз.

4G-тен 5G-ге өту үшін бапталатын BBU жобалары кері үйлесімділікті сақтау арқылы қызмет көрсетудің тоқтап қалуын азайтады. Мысалы, виртуализацияланған RAN (vRAN) архитектурасы 5G New Radio (NR) технологиясына бағдарламалық түрде жаңартуды қамтамасыз етеді және бір уақытта ескі LTE байланысын сақтайды, бұл 2023 жылы орнатудың 42% үлесін құраған қымбат 'forklift upgrades' (толығымен ауыстыру) қажеттілігінен құтылуға мүмкіндік береді.

Жүйелерді болашаққа дайындау дегеніміз шынымен жұмыс істеуін тоқтатпай-ақ бағдарламалық жасақтаманы кәдімгі техникалық қызмет көрсету кезінде жаңартып отыру. Жаңа базалық жиілік бірліктері резервтік электрмен қамтамасыз ету, басқару мен деректер жолдарын бөлу және қате пайда болған кезде автоматты түрде қалпына келтіру жүйелері арқылы осындай мүмкіндікті қамтамасыз етеді. Мысалы, Еуропадағы үлкен байланыс компаниясы 5G желісін кезең-кезеңімен енгізу барысында желісін 99,999% дейінгі үздіксіз жұмыс істеу кезінде ұстап тұрды. Олар әртүрлі орындарда бір уақытта жүргізілетін жаңартуларды басқаратын арнайы бұлттық басқару платформаларын қолданды. Қазіргі заманғы желілер қаншалықты күрделі болса да, бұл нәтиже нашар емес.

Процессор технологиясын және құнының тиімділігін талдау

БЖБ үшін процессор нұсқалары: GPP, DSP және SoC арасындағы теңгерім

BBU өнімділігі процессорды таңдауға байланысты, 5G жобаларында үш негізгі тип қолданылады:

Жалпы мақсаттағы процессорлар (GPP) бағдарламалық жасақтаманы тез жаңартуға мүмкіндік береді, бірақ сәулелік формалау есептерін орындау кезінде цифрлық сигналдық процессорларға (DSP) қарағанда 38% артық қуат тұтынады (2024 жылғы Mobile Networks Report). Чиптегі жүйе (SoC) шешімдері массалық MIMO өңдеу үшін мм²-ге 12 ТераOPS өнімділік қамтамасыз етіп, дисперсті нұсқалармен салыстырғанда физикалық өлшемді 60% азайтады.

Негізгі жиілікті сигналды өңдеудегі Жасанды интеллект және Машиналық оқыту

Жасанды интеллектпен күшейтілген BBUs динамикалық трафик жағдайларында 53% төмендейтін есептеу ресурстарын оптимизациялайды. Машиналық оқыту модельдері виртуализацияланған BBU қорлары бойынша алдын ала жүктеме таратуды жеңілдететін 89% дәлдікпен баспалдақты болжайды.

Иесі болу құны: Өнімділік, инновация және бюджетті тепе-теңдікте ұстау

Премиум процессорлардың бастапқы бағасы шынымен де жоғары болады, әдетте стандартты нұсқаларға қарағанда 50-70 пайызға қымбат тұрады. Бірақ оларды қарастырудың маңызы олардың ерекше энергияны үнемдеу қабілетінде, өндірістің үлкен көлемдерінде әр ватт үшін жылына шамамен сегіз доллар және жиырма цент үнемдеуге мүмкіндік береді. Негізгі жиілікті блоктардың модульдік конструкциясы да ойнатып тастаған фактор болды. Осы жүйелер FPGA модульдері арқылы өрістегі жаңартулар мен әдеттегі бағдарламалық радиожабдық жаңартулары арқылы сегізден он жылға дейін қызмет етеді. Deloitte компаниясы 2023 жылы жариялаған зерттеу бойынша, телекоммуникациялық компаниялар 3GPP спецификацияларының жаңа нұсқалары шыққан кезде аппараттық жабдықтарды алмастыру уақытын осылай белгілегенде кездейсоқ интервалдармен салыстырғанда инвестицияларынан 22 пайызға тезірек пайда табады.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

5G желілеріндегі негізгі жиілікті блоктың (BBU) рөлі қандай?

5G желілеріндегі базалық жабдық (BBU) 3G, 4G және 5G сияқты бірнеше радиотүсіну технологияларын бір платформада өңдеу үшін жауапты. Ол кең жолақты каналдарды басқарады және үлкен MIMO конфигурацияларын қолдайды, ол үшін елеулі есептеу қуаты қажет.

C-RAN-ға өту базалық жабдықтарға қалай әсер етеді?

Центрландырылған RAN (C-RAN)-ға өту базалық жабдықтарды біріктіреді, осылайша техникалық қызмет көрсету мен электр энергиясының шығынын азайтады. Бұл базалық жабдықтардың 5G қызметін тиімді жеткізу үшін өте жылдам фронтхол қосылымдарын және шекаралық есептеулерді өңдеуін талап ететін, ресурстарды тиімді бөлу мүмкіндігін береді.

Ашық RAN базалық жабдықтарын қолданудың артықшылықтары қандай?

Ашық RAN базалық жабдықтары әртүрлі өндірушілерді стандартты интерфейстер арқылы ынтымақтастыруға мүмкіндік береді және жабық жүйелерге қарағанда функцияларды енгізу жылдамдығын арттырады. Бұл жабдықтар өзара әрекеттестікті қамтамасыз ету үшін белгілі 3GPP стандарттық бөліктеріне сәйкес болуы керек.

Процессорды таңдау BBU өнімділігіне қалай әсер етеді?

BBU жұмыс істеуі процессорды таңдауға байланысты, оның ішінде әмбебап процессорлар (GPP), сандық сигналдық процессорлар (DSP) және чиптегі жүйе (SoC) шешімдері әртүрлі күштерді, шектеулерді және қуат пайдалану тиімділігін ұсынады.