Apa yang Membuat BBU Sesuai dengan Stesen Pangkalan Transceiver?

Peranan Utama BBU dalam Senibina BTS dan Integrasi Fungsian

Orkestrasi Pemprosesan Asasband: Bagaimana BBU Mengurus Modulasi, Pengekodan, dan Peruntukan Sumber

Di jantung seni bina Stesen Pemancar Asas (BTS) terletak Unit Baseband (BBU), yang menguruskan semua kerja pemprosesan isyarat digital penting. Bayangkan perkara seperti teknik pemodulatan, kaedah pengekodan saluran, dan bagaimana sumber diperuntukkan secara dinamik merentasi saluran yang berbeza. Apabila menghantar isyarat, unit ini mengambil aliran data mentah dan menukarkannya kepada simbol termodulasi melalui pelbagai skema seperti Pemodulatan Amplitud Kuartet (QAM). Ia juga menambah kod pembetulan ralat ke hadapan untuk melindungi daripada kerosakan data semasa penghantaran. Keajaiban sebenar berlaku apabila algoritma peruntukan sumber masa nyata ini berfungsi, menyebarkan lebar jalur yang tersedia antara pelbagai pengguna supaya tiada siapa yang terperangkap menunggu terlalu lama untuk data mereka tiba, sambil memastikan kita menggunakan ruang spektrum sepenuhnya. Di hujung penerimaan, BBU melakukan semua kerja pendemodulatan dan penyahkodan yang diperlukan. Dan di sinilah kemampuan pemprosesan yang kuat sangat penting kerana ia memberi kesan kepada segala-galanya, daripada kelajuan perjalanan maklumat (latensi) kepada kadar pemindahan data secara keseluruhan (throughput), serta sama ada sistem boleh menyesuaikan diri dengan betul apabila kualiti isyarat berubah secara tidak dijangka.

Penggandingan Arkitektur dengan Unit RF: Aliran Isyarat dari Baseband ke RF dalam Pemasangan BTS Terkamir

Unit Unit Jalur Dasar (BBUs) berfungsi rapat dengan Unit Radio Jauh (RRUs) melalui sambungan gentian piawai, biasanya menggunakan protokol CPRI atau eCPRI. Isyarat jalur dasar yang diproses bergerak sebagai data digital dari BBU ke RRU sambil mengekalkan kualitinya semasa penghantaran. Apabila isyarat ini sampai ke RRU, ia ditukarkan daripada format digital kepada analog sebelum dikuatkan untuk penghantaran frekuensi radio melalui antenna. Dalam arah sebaliknya, apabila antenna menerima isyarat RF, isyarat tersebut terlebih dahulu ditukar kepada bentuk digital di lokasi RRU dan kemudian dihantar kembali ke BBU di mana semua penyahkodan berlaku. Laluan komunikasi dua hala dengan kelewatan minima ini membolehkan penselarian masa yang tepat antara komponen-komponen berbeza. Penselarian sedemikian sangat penting untuk teknik pembentukan pancaran terkoordinasi dan pelaksanaan sistem MIMO besar dalam rangkaian yang tersebar meratai beberapa Stesen Pangkalan Transmisi (BTS).

Antara Muka Piawai Membolehkan Kebolehcampuran BBU–BTS

CPRI berbanding eCPRI: Implikasi Latensi, Lebar Jalur, dan Keserasian untuk Komunikasi BBU–RU

Protokol CPRI menawarkan latensi yang sangat rendah di bawah 100 mikro saat, yang amat penting bagi operasi lapisan fizikal yang sensitif terhadap masa. Namun, terdapat kekangan kerana ia memerlukan jumlah jalur lebar fronthaul yang besar, iaitu sekitar 24.3 gigabit per saat bagi setiap pembawa antena. Keadaan ini menyebabkan masalah penskalaan yang serius apabila cuba dilaksanakan dalam rangkaian 5G yang padat. Sebagai alternatif, eCPRI mengambil pendekatan berbeza dengan menggunakan teknologi Ethernet berasaskan paket bersama-sama dengan pecahan fungsi seperti Split-7.2. Perubahan ini mengurangkan keperluan jalur lebar sebanyak kira-kira 60 peratus sambil masih membolehkan sebahagian unit baseband divirtualkan tanpa kehilangan masa tindak balas sub-milisaat yang penting untuk fungsi-fungsi utama. Namun satu perkara perlu diperhatikan, apabila pengendali mencampurkan sistem CPRI dan eCPRI, mereka perlu memastikan bahawa semua firmware unit radio adalah serasi. Jika tidak, akan wujud ketidakpadanan konfigurasi yang boleh menyebabkan kegagalan komunikasi dan penurunan perkhidmatan merentasi rangkaian.

spesifikasi 3GPP dan O-RAN: Memastikan Keserasian BBU Pelbagai Vendor Merentasi Ekosistem BTS

Pelepasan 15 oleh 3GPP menetapkan beberapa piawaian asas mengenai cara peralatan berfungsi bersama, termasuk perkara seperti pembahagian lapisan bawah (seperti Pilihan 2) dan penyegerakan masa yang boleh berbeza sebanyak plus atau minus 1.5 mikrosaat. Ini membantu memastikan unit-unit baseband berkelakuan secara konsisten tanpa mengira pengeluar. Kemudian muncul O-RAN ALLIANCE dengan pendekatan mereka sendiri, mencipta antara muka terbuka yang tidak memberi keutamaan kepada mana-mana syarikat tertentu. Spesifikasi Fronthaul mereka adalah contoh yang baik, iaitu secara asasnya memisahkan perkakasan daripada perisian supaya unit baseband daripada pelbagai pengeluar boleh berfungsi lancar dengan unit radio dalam apa jua susunan BTS yang sesuai. Data industri pada tahun 2023 menunjukkan kebanyakan operator kini menyokong penyelesaian O-RAN ini, iaitu kira-kira 7 daripada 10 secara global. Sebab utama? Mereka ingin mengelak daripada terperangkap menggunakan peralatan daripada satu vendor sahaja selama-lamanya. Perubahan ini turut mempercepatkan proses pengujian antara vendor yang berbeza serta mengurangkan masa pensijilan bagi produk baharu.

Pembahagian Fungsi dan Evolusi RAN: Bagaimana Tanggungjawab BBU Bergeser di D-RAN, C-RAN, dan O-RAN

FH-7.2, FH-8, dan Pembahagian Lain: Kesan pada Keperluan Antara muka BBU dan Fleksibiliti Integrasi BTS

Pembahagian fungsi yang disetara oleh O-RAN Alliancemenentukan semula di mana pemprosesan lapisan PHY berlaku, mengalihkan tanggungjawab antara unit radio (RU), unit yang diedarkan (DU), dan unit terpusat (CU). Pergeseran ini secara langsung membentuk reka bentuk antara muka BBU dan fleksibiliti penggunaan BTS:

• FH-7.2 memindahkan fungsi PHY separa (contohnya, pemampatan IQ, FFT/IFFT) ke RU, mengurangkan keperluan lebar jalur fronthaul sebanyak ~ 40% dan memudahkan penggunaan cloud-RAN.
• FH-8 , yang mengekalkan pemprosesan PHY penuh di DU, mengenakan sekatan latensi yang lebih ketat (<250 μs) tetapi menyokong ciri-ciri canggih seperti penebalan MIMO besar-besaran.

Oleh itu:

Setiap pembahagian memerintahkan mekanisme penyegerakan perkakasan yang berbeza dan sokongan protokoltetapi secara kolektif, mereka menghapuskan kekangan khusus vendor dan mempercepatkan skalabiliti rangkaian 5G.

Keupayaan BBU utama yang secara langsung membolehkan keserasian BTS

Keserasian Unit Baseband (BBU) dengan Stesen Transceiver Pangkalan (BTS) bergantung pada lima keupayaan asas yang memastikan integrasi yang lancar di seluruh seni bina RAN moden:

• Skalabiliti : Peruntukan sumber pemprosesan yang dinamik untuk menampung lonjakan lalu lintas dan pengembangan rangkaiantanpa peningkatan perkakasanmenyenangkan permintaan kapasiti 5G yang berkembang.
• Kuasa Pemprosesan Tinggi : Pergerakan berterusan sehingga 100 Gbps untuk modulasi masa nyata, pengekodan, dan penjadwalankritikal untuk pemprosesan isyarat latensi rendah dan kesetiaan tinggi.
• Fleksibiliti Protokol : Sokongan asli untuk standard CPRI, eCPRI, dan O-RAN fronthaul melalui antara muka yang ditakrifkan oleh perisian, yang membolehkan interoperabiliti merentasi ekosistem BTS yang heterogen.
• Sokongan Virtualisasi : Reka bentuk yang tidak memerlukan perkakasan yang mematuhi prinsip-prinsip awan-RAN, menyokong beban kerja bekas dan model infrastruktur sebagai perkhidmatan yang dijangka meliputi 40% rangkaian menjelang 2025.
• Pematuhan Keselamatan : Enkripsi terbina dalam, pengesahan bersama, dan pengurusan kunci selaras dengan kerangka keselamatan 3GPP (contohnya, TS 33.501), memastikan kepercayaan hujung ke hujung dalam persekitaran RAN terbuka.

Bersama-sama, keupayaan ini membongkar halangan hak milik dan memberikan pemprosesan isyarat yang konsisten dan boleh dipercayai di seluruh penggunaan RAN yang diedarkan, terpusat, dan hibrid.