Ce face ca BBU să fie compatibil cu stațiile de bază transceiver?

Rolul Central al BBU în Arhitectura BTS și Integrarea Funcțională

Ordonanțarea Procesării de Bandă de Bază: Cum Gestionează BBU Modulația, Codificarea și Alocarea Resurselor

În inima arhitecturii stației de bază (BTS) se află Unitatea de bandă de bază (BBU), care gestionează toate procesările esențiale ale semnalelor digitale. Gândiți-vă la lucruri precum tehnici de modulație, metode de codare a canalelor și modul în care resursele sunt alocate dinamic pe diferite canale. La transmiterea semnalelor, această unitate preia fluxuri de date brute și le transformă în simboluri modulate prin diverse scheme, cum ar fi Modulația în Amplitudine în Cuadratură (QAM). De asemenea, adaugă coduri de corecție a erorilor în avans pentru a proteja împotriva coruperii datelor în timpul transmisiei. Magia reală apare atunci când algoritmii de alocare dinamică a resurselor intră în acțiune, distribuind lățimea de bandă disponibilă între mai mulți utilizatori, astfel încât nimeni să nu rămână blocat așteptând prea mult ca datele sale să fie transmise, asigurând totodată o utilizare maximă a spectrului disponibil. Pe partea de recepție, BBU realizează toate operațiunile necesare de demodulare și decodare. Iar aici capacitatea puternică de procesare contează cu adevărat, deoarece influențează totul, de la viteza de transfer a informației (latență) la ratele generale de transfer de date (debit) și capacitatea sistemelor de a se adapta corespunzător atunci când calitatea semnalului se modifică neașteptat.

Cuplare arhitecturală cu unitățile RF: Fluxul semnalului de la banda de bază la RF în implementările BTS integrate

Unitățile de bandă de bază (BBU) funcționează strâns împreună cu Unitățile radio remote (RRU) prin conexiuni standard pe fibră optică, utilizând în mod tipic protocoalele CPRI sau eCPRI. Semnalele de bandă de bază procesate sunt transmise ca date digitale de la BBU la RRU, păstrându-și calitatea intactă în timpul transmisiei. Atunci când aceste semnale ajung la RRU, sunt convertite din format digital în analog, înainte de a fi amplificate pentru transmisia în frecvență radio prin antene. În sens invers, atunci când antenele captează semnale RF, acestea sunt mai întâi transformate în format digital la nivelul RRU și apoi transmise înapoi către BBU, unde are loc decodificarea. Această cale de comunicare bidirecțională, cu întârziere minimă, permite o temporizare precisă între diferite componente. O astfel de sincronizare este esențială pentru tehnici precum formarea coordonată a fasciculelor și implementarea sistemelor massive MIMO în rețele răspândite pe mai multe stații de bază (BTS).

Interfețe standardizate care permit interoperabilitatea BBU–BTS

CPRI vs eCPRI: Implicații privind latența, lățimea de bandă și compatibilitatea pentru comunicația BBU–RU

Protocolul CPRI oferă o latență incredibil de scăzută, sub 100 de microsecunde, ceea ce este absolut esențial pentru operațiunile sensibile la timp de la nivelul fizic. Dar există un inconvenient: necesită cantități masive de bandă de frecvență pentru fronthaul, în jur de 24,3 gigabiți pe secundă per purtătoare de antenă. Acest lucru creează probleme serioase de scalabilitate atunci când se încearcă implementarea în rețele 5G dens populate. Pe de altă parte, eCPRI adoptă o abordare diferită, utilizând tehnologia Ethernet bazată pe pachete, precum și împărțiri funcionale, cum ar fi Split-7.2. Aceste modificări reduc nevoia de bandă cu aproximativ 60 la sută, permițând în același timp o parțială virtualizare a unității de bandă de bază, fără a pierde acel timp crucial de răspuns submilisecundar necesar pentru funcțiile importante. Există totuși un aspect: atunci când operatorii amestecă sisteme CPRI și eCPRI, trebuie să se asigure că întregul firmware al unităților radio este compatibil. În caz contrar, pot apărea incompatibilități de configurare care pot duce la întreruperi ale comunicațiilor și la degradarea serviciilor pe întreaga rețea.

3GPP și O-RAN Specificații: Asigurarea compatibilității BBU multi-vendor în toate ecosistemele BTS

Versiunea 15 a 3GPP stabilește unele standarde de bază pentru modul în care echipamentele funcționează împreună, inclusiv lucruri precum separarea stratului inferior (gândiți-vă la Opțiunea 2) și sincronizarea timpului care poate varia cu plus sau minus 1,5 microsecunde. Acest lucru ajută la asigurarea că unitățile de bandă de bază se comportă în mod consecvent indiferent cine le-a făcut. Apoi vine O-RAN ALLIANCE cu propria lor abordare, creând interfeţe deschise care nu favorizează nicio companie în particular. Specificatiile Fronthaul sunt un bun exemplu, separand hardware-ul de software astfel incat unitatile de banda de baza de la producatorii diferiti sa poata functiona fara probleme cu unitatile radio in orice setare BTS are sens. Dacă ne uităm la cifrele din 2023 din industrie, se vede că majoritatea operatorilor sunt deja implicați în aceste soluții O-RAN, aproximativ 7 din 10 la nivel global. Motivul principal? Ei vor să evite a fi blocat cu un singur furnizor de echipamente pentru totdeauna. Această schimbare a accelerat, de asemenea, testarea între diferiți furnizori și a redus timpul de certificare pentru noile produse.

Splituri funcționale și evoluția RAN: cum se schimbă responsabilitățile BBU în D-RAN, C-RAN și O-RAN

FH-7.2, FH-8 și alte diviziuni: impact asupra cerințelor de interfață BBU și flexibilității integrării BTS

Împărțirile funcționale standardizate de Alianța O-RAN redefinesc locul în care are loc procesarea stratului PHY, transferând responsabilitățile între unitățile radio (RU), unitățile distribuite (DU) și unitățile centralizate (CU). Aceste schimbări influențează direct designul interfeței BBU și flexibilitatea de implementare a BTS:

• FH-7.2 mută funcții PHY parțiale (de exemplu, compresia IQ, FFT/IFFT) către RU, reducând necesarul de lățime de bandă fronthaul cu ~ 40% și facilitând adoptarea cloud-RAN.
• FH-8 , care păstrează procesarea PHY completă la DU, impune constrângeri de latență mai stricte (< 250 μs), dar susține caracteristici avansate, cum ar fi densificarea masivă MIMO.

În consecinţă:

Fiecare diviziune impune mecanisme distincte de sincronizare a hardware-ului și suport pentru protocoale, dar colectiv, ele elimină constrângerile specifice furnizorului și accelerează scalabilitatea rețelei 5G.

Capacități cheie BBU care permit compatibilitatea directă a BTS

Compatibilitatea unităților de bandă de bază (BBU) cu stațiile de transmițător de bază (BTS) depinde de cinci capacități fundamentale care asigură integrarea fără probleme a arhitecturilor moderne RAN:

• Scalabilitate : Alocarea dinamică a resurselor de procesare pentru a se adapta creșterii accentuate a traficului și extinderii rețeleifără actualizări hardwareîn vederea satisfacerii cererilor în continuă evoluție de capacitate 5G.
• Puterea de procesare ridicată : Performanță susținută de până la 100 Gbps pentru modularea, codificarea și programarea în timp realcritică pentru procesarea semnalului cu latență scăzută și fidelitate ridicată.
• Flexibilă în ceea ce privește protocolul : suport nativ pentru standardele CPRI, eCPRI și O-RAN fronthaul prin intermediul interfețelor definite de software, permițând interoperabilitatea între ecosisteme BTS heterogene.
• Suport pentru virtualizare în cazul în care un sistem de rețea de tip RAN este utilizat pentru a furniza servicii de rețea de tip RAN, acesta trebuie să fie compatibil cu cerințele de securitate și securitate prevăzute la articolul 4 alineatul (1) litera (a) din Regulamentul (UE) nr. 528/2014.
• Conformitatea cu cerințele de securitate : criptare încorporată, autentificare reciprocă și gestionarea cheilor aliniate cu cadrele de securitate 3GPP (de exemplu, TS 33.501), asigurând încredere de la capăt la capăt în medii RAN deschise.

Împreună, aceste capacități demontează barierele proprietare și oferă procesare de semnale consecventă și fiabilă în implementările RAN distribuite, centralizate și hibride.