Kif jaħdmu BBU u RRU flimkien b’effiċjenza fil-Bażi Stazzjonijiet?

Funkzjonijiet u Kompiti tal-Unità tal-Baseband (BBU) fil-Proċessar tas-Sinjali

Fil-qلب tal-bażi moderni hemm l-Unità tal-Banda Baxxa (BBU), li tikkura kompluta dwar il-proċessar s-Signal importanti. Aħseb fuq modulazzjoni u demodulazzjoni, korrezzjoni tal-korrimenti, u wkoll il-kontroll tal-protokolji fuq livelli differenti inklużi PDCP, RLC, u RRC. Qabel ma jiġi trasmess kwalunkwe segnali fis-airwaves, din l-unità tagħti żgwara li kollha jikkorispondi mal-istandards 3GPP li jirregolaw il-linja LTE u netwerks 5G NR. X'inhu li jagħmel il-BBU distintiv huwa kif jisplitta funzjonijiet tal-pjan ta' kontroll minn trasferiment attwal tad-data permezz is-sistema. Meta affarijiet bħal gestjoni tal-handover jsiru separatament mis-silta regolari tad-data, dan jiftaħ possibbiltajiet għall-allokazzjoni iktar intelligente tar-riżorsi. Il-netwerks imbagħad jistgħu jiswew skont il-bżonn meta jkun hemm pikejt jew tnissil improvvisi fit-traffiku, ikkonserva l-operazzjonijiet li jimxu sewwa anke meta l-użu ikun fl-akku.

Ruolu tal-Unità Raddju Remota (RRU) fil-Konverżjoni RF u l-Interfaċċjar Antenna

L-Unità Raddju Remota (RRU) tinsab ħdejn il-antenni fejn tittrasforma d-dwar ir-raba' fis-frekwenzi rradjuw effettivi bħal 2.6 GHz jew 3.5 GHz. Dan il-pożizzjonament jgħinna nipperdut sigħa li tista' tikber kbira - madwar 4 dB kull 100 metru meta tuża kabli koassjali ordinarji, speċjalment fir-ranġijiet ta' frekwenza ogħla. X’jagħmel RRU fil-fatt? Beh, jikkura l-konverżjoni tal-informazzjoni diġitali għal forma analogika biex ibbukkja dejta lejn isfel, jinġela s-sigħat dbiżin li jirritornaw 'il fuq minn apparati mingħajr ma jżid ħafna ħoss, u jaħdem mal-ħlasijiet multipli ta' frekwenza minn 700 MHz sal-biċċa ta' 3.8 GHz permezz ta' xi ħaġa msejħa aggregazzjoni tal-karigi. Il-pozzizzjonament ta'dan il-komponenti ħdejn il-antenni jagħmel ukoll il-networks iresponsu aktar malajr. Testijiet wrew li l-latency tonqos madwar 25% dibda sistemi iktar antiki li kien ikkuntentaw fuq dik it-tul twil ta' kabl tat-triq bejniethom.

Proċess Komplementari: Kif il-BBU u l-RRU Jippermettu Trasmissjoni s-Sinjali mit-Tarf għall-Tarf

Il-BBU u l-RRU jaħdmu flimkien permezz ta' konnessjonijiet b’fibra veloċi bl-użu ta’ protokolli CPRI jew eCPRI biex jiffurmaw katina s-senjali mingħajr wassitt minn proċessar diġitali għall-trasmissjoni fil-komunikazzjoni wirless.

Din l-arkitettura distribwita tikkentralizza l-BBU dejjem tpoġġi l-RRU fuq il-quċċata tat-torri, ttejjeb l-effiċjenza spettrali b’32% f’medja urbana. Is-separazzjoni tippermetti aġġornamenti indipendenti u hija partikolarment beneficija fil-komunitajiet O-RAN li jibdew jitilgħu.

Konnettivita tal-Fronthaul bbażata fuq Fibra: Tikkollega BBU u RRU b’CPRI u eCPRI

Linki ta’ Fibra Optyka ta’ Veloċità Għolja fil-Komunikazzjoni bejn BBU u RRU

Il-kabelli tal-fibra ottika jiffurmaw il-ġabra ta' netwerks fronthaul moderni, li jippermettu banda għolja u latenza minima meta jikkonnettjaw BBUs mal-RRUs. Dawn il-kabelli jistgħu jimmaniġġjaw velloċitajiet tad-data iktar b’25 gigabit kull sekonda, li jfisser li jżommu sinjali radjo diġitali b’mod affidabbli mingħajr kejl minn interferenza elettromagnetika, fatt li hu importanti ħafna fl-arej urbani affollati fejn ħafna tagħmir qed jaħdem fl-istess ħin. L-istandard CPRI jaħdem flimkien ma’ fibra bidirezzjonali biex iżomm is-sinkronizzazzjoni bejn il-proċessar tal-baseband li jseħħ fil-BBU u l-kaxxa RF effettiva magħmula mir-RRU. Din is-sinkronizzazzjoni tgħin biex tżomm kwalità tajba tas-sinjal tul il-kamp sara fit-tarf finali.

CPRI kontra eCPRI: Protokolli għall-Effiċjenza tal-Fronthaul u Għodda tal-Banda

Kif il-komunità tintużi lejn netwerks 5G, ħafna operaturi bdew jużaw xi ħaġa msejħa enhanced CPRI jew eCPRI għal qort. Iż-żewġ punti li jagħmlu l-eCPRI interessanti huma kif jitnaqqas il-bisenn ta' banda sa bosta darbiet komparati mal-verżjonijiet iktar antiki ta’ CPRI. Il-CPRI tradizzjonali joperah differently. Huwa bżonn konnessjonijiet ta’ fibra separati għall-antenna kull waħda u jaqta’ f’dak li jissejħa operazzjonijiet tal-Layer 1. Imma hekk huwa l-problema: meta nagħmlu xogħol ma’ dik il-komunitajiet MIMO kbira li qed isiru komuni dan iż-żmien, il-CPRI regolari simpliment ma jkunx ikkalibrat sew. Hawnhekk li l-eCPRI jilma'. Bid-daħħal ta’ metodi ta’ trasport bbażati fuq Ethernet, ikunu jistgħu unitajiet radio remoti multipli jaqsmu r-riżorsi permezz ta’ xi ħaġa msejħa statistical multiplexing. Il-konsegwenza? Prestazzjoni ħaresja aħjar fil-fronthaul effiċjenza mingħajr il-kuluri addizzjonali tal-infrastruttura.

Din l-evoluzzjoni tnaqqas il-kostijiet tal-fronthaul b’30% u tappoġġja d-deployments skalabbli tal-millimeter-wave.

Kunsiderazzjonijiet dwar Latenza, Kapacità u Sinkronizzazzjoni fid-Disinn tal-Fronthaul

Huwa importanti ħafna li l-ħin ikun korrett. Jekk ikollok żball ta’ sinkronizzazzjoni iktar kbir minn 50 nanosekonda, dan jiffrusta l-beamforming u dawk il-funzjonijiet oħra bbażati fuq i-ħin fis-networks tal-5G. Għalhekk, id-dispożizzjonijiet moderni tal-fronthaul jużaw xorta standards bħal IEEE 802.1CM TSN biex iżguraw li s-sinjali tal-kontroll jimxu sew fl-isift. Meta jvenghu għall-handling tal-volum tad-data, il-biċċa l-kbira nharissa ddawwar għal trasċeveri ta’ 25G illum. Dawn jikkupraw il-ħsara tas-sinjal madwar 1.5 dB kull kilometru, li fil-fatt jaqbdu s-sistemi qodma ta’ 10G b’madwar it-tlett. Il-kull dawn l-agġornamenti ifisser li għandna nista’ nbattu lin-ngħad ta’ reazzjoni ta’ inqas minn millisekonda anke jekk il-wieħed tal-baseband ikunu meħtieġa jinkisbu sa 20 kilometru lil barra mir-remote radio units fis-setups tal-arkitettura ċentrali.

Evoluzzjoni tal-Arkitettura tan-Netwerk: Minn D-RAN sa C-RAN u vRAN

D-RAN ikkontra C-RAN: Impatt fuq l-Ippjanjar tal-BBU u l-Distribuzzjoni tal-RRU

L-impostazzjonijiet tradizzjonali Distribwiti RAN jew D-RAN ikollhom il-Baseband Unit tagħhom stess ikkawżjati ħdejn il-Remote Radio Unit fuq kull torri ċellulari. Mhux il-kull sena ta' twissija ta' sinjal taħt millisekonda, dan ifisser li ħafna xejn apparati duplikati jinżlu mingħajr ma jintużaw aktarx iktar minn darba u jagħmlu nniżżil ta' riżorsi bejniethom diffiċli ħafna. L-approċċ ġdid RAN Ċentralizzat jieħu dawk kollha BBUs u jipprojbħom flimkien fl-ispazji ċentrali marbuta permezz ta' kablili ottiċi għall-RRUs f'sits differenti. Skont riċerka industrijali minn Dell'Oro fil-kariga tagħha tas-2023, din il-bidla tista' tnaqqas il-kostijiet tal-funzjonament minn madwar 17% u forsi anke sa qrib 25%. Barra hekk, il-kbari tan-network ikisbu l-possibbiltà li jimxu l-quddiem il-kapaċitajiet tat-trattament fejn ikunu akbar bżonn meta jibdul il-mud ta' traffiku matul il-jum.

Pulizijiet Ċentralizzati tal-BBU fil-C-RAN biex Ttejjeb l-Imparti ta' Riżorsi u l-Effiċjenza

Billi BBUs fl-imsiedi centralizzati, l-operaturi jistgħu jimmaniġġjaw eluf ta' RRUs minn post wieħed. Il-benefiċċji jinkludu:

• Konsolidament tal-hardwer : Deplowment ta' 24 ċellula jitlob 83% iktar qishom chassis BBU komparat ma’ sistemi D-RAN ekwivalenti
• Optimizzazzjoni tal-Enerġija : It-tqsim tas-saħħa jnaqqas il-konsum tal-qudar tal-bażi stazzjon b’35% (studju każ Ericsson 2022)
• Koordinazzjoni avvanzata : Jippermetti tekniki bħal multi-punt koordinat (CoMP) għall-formazzjoni effiċjenti tal-beam tal-millimetru-wave tal-5G

RAN virtualizzat (vRAN): Evoluzzjoni tal-funzjonijiet BBU għal proċessar bbażat fuq il-kawm

il-vRAN jifforma l-proċessar tal-bażi tal-band minn hardwer proprietarju, u jaħdem funzjonijiet BBU virtualizzati (vBBU) fuq servers kummerċjali prezz-apprestati bbażati fuq il-kawm. Din it-tranżizzjoni tħares:

1. Skalabilità fleksibbli : Ir-riżorsi tal-proċessar jiskalu dinamikament mal-mudelli tat-traffiku
2. Integrazzjoni tal-Edge : 67% tal-operaturi jippjanaw vBBUs flimkien ma 'Multi-access Edge Computing' (MEC) nodes biex jimminimizzaw il-latency (Nokia 2023)
3. Sfidi ta' interoperabbiltà : Sukċess ta' sinkronizzazzjoni ta' aktar niżel minn 700 μs jitlob hardwer aċċellerat speċjalizzat irrispettiv tad-diversità tal-kompaniji provdenti

L-evoluzzjoni minn D-RAN għal C-RAN u vRAN tweġġeb kif il-centralizzazzjoni u l-virtualizzazzjoni jjiġu jinkisbu l-effiċjenza, l-iskalabbiltà, u l-effettività tal-kost tan-network.

O-RAN u Qasmijiet Funzjonali: Iddifinizzjoni ġdida tal-Kollaborazzjoni bejn BBU u RRU

Standard tal-O-RAN Alliance u Rekwiżiti ta' Interfaċċja Miftuħa għall-BBU u RRU

L-Allianza O-RAN qed tidħol għal dizajni iktar iffukjar u kompatibbli tan-networks tar-radju billi tistabbilixxi modi standard biex il-wiċċiet tal-bażi (BBUs) u l-unitajiet tar-radju remoti (RRUs) jikkomunikaw ma’ xulxin. Dan ifisser li l-operaturi jistgħu jżommu u jaqsmu l-ekwipaggji minn provduri differenti ankejbin minflok ikunu mgħaġla fl-ekosistema ta’ provdutur wieħed. L-allianza wasslet diversi modi biex tinqasem il-funzjonijiet bejn dawn il-komponenti, bħal l-Għażla 7.2x. F'dan l-arranġament, affarijiet bħall-livelli RLC u MAC jagħmlu l-kompitu tagħhom fil-BBU, filwaqt li kumpiti aktar bażiż tal-livell fiżiku u l-ipproċessar RF jsiru fin-nofs tal-RRU. Paper reċenti ppubblikat l-aħħar sena f'Applied Sciences sib li dan il-konfigurazzjoni partikolari tkeep it-twal tal-fronthaul taħt 250 mikrosekonda, li huwa prestażżjoni rimarkabbli mingħajr nikkunsidraw kif in-networks tar-radju huma sensittivi għal problemi ta’ tempisti. Naturalment hemm ukoll kompromiss hawnhekk. Għalkemm il-standards iffukjar jagħtulek aktar għażliet meta tixtri ekwipaggji, dan jmuttieħ ukoll koordinament iktar strett bejn il-komponenti differenti kollha biex jiżgura li kollha jaħdem tajjeb flimkien mingħajr ma joqqos il-prestazzjoni totali.

Għażliet ta' Skissjoni Funzjonali (eż. Skissjoni 7-2x) fi Arkitetturi O-RAN

Ix-xogħol tal-Standard Split 7.2x jibda bit-tqasim ta' komputazzjoni bejn komponenti differenti bl-użu ta' żewġ approċċi ewlenin. Bil-Kategorija A, l-iżgħar partijiet tal-komputazzjoni jsiru fil-parti tal-BBU li tagħmel ir-RRUs iktar sempliċi iżda joħloq iktar traffiku fuq il-konnessjoni tal-front haul. Fil-kuntrarju, il-Kategorija B tippermetti li dawk il-komputazzjonijiet isiru direttament fir-RRU stess. Dan l-arranġament jagħti prestazzjoni aħjar meta jittieħdu sinjali li jirritornaw mil-utenti, għalkemm jagħmel il-komponenti iktar komplikati. Skont rapporti industrijali reċenti, madwar tlett minn erbgħa tal-operaturi tan-network ikkumpraw il-Kategorija B għall-deplojment MIMO massiv sabiħ li jikbru ħafna l-kontroll fuq l-interferenza tas-sinjal. Il-qorti teknoloġiku jibda wkoll jitwal. Ejja nħarsu proġett ULPI tal-2023 pereżempju. Din id-development ġdida qed tbiddel funzjonijiet ta' ekwalizzazzjoni ċerta fit-tarkitettura tas-sistema biex tista' tikseb iktar prestazzjoni b’mod ġenerali. Dawn it-tipi ta' tejjeb huma eżattament dak li d-dokumenti mill-gruppi tax-xogħol O-RAN kienu jistressjaw ukoll.

Bilanċjar Interoperabbiltà u Prestazzjoni fl-Ippjanar tal-Open RAN

O-RAN jporti potenzjal għall-iktarjett ta’ flus b’xulxin u jippermetti l-kumpaniji jaħdmu ma’ provduri differenti, iżda għadu xogħol diffiċli li jiġbor il-prestazzjoni tal-sistemi tradizzjonali integrati ta’ RAN. Il-problema tidher minn dik id-differenza bejn dak li joffru l-manifatturi differenti fir-rigward tal-kapaċitajiet ta’ aċċelerazzjoni tal-hardwar u kemm software tagħhom huwa maturu fil-fatt. Dan jwassal għal kapulijiet serji meta jitentaw jagħmlu dawk il-metriki importanti għall-flus tad-dejta u għall-konsum tal-enerġija. Meta tikkostitwixxu pool centralizzati ta’ BBU, il-kumpaniji jeħtieġu wkoll konezzjonijiet estremament affidabbli fuq il-parti anterjuri, xi ħaġa li titlob li l-jitter ikun taħt madwar 100 nanosekonda skont istandards industrijali. L-iktar esperti jissuġġerixxu li ngħata pass bil-mod fil-bidu, forsi nibdew b’lokazzjonijiet b’riskju iktar baxx f’beltijiet fejn il-problemi mhumiex isiru disturbi kbiri. Dan l-approċċ jippermetti lill-operaturi jittestjaw jekk kollha jaħdem sewwa flimkien u jiblaħħaq l-aspettattivi qabel ma jippuntaw kompletament f’żoni iktar kbira.