Ano ang Nagbibigay sa BBU ng Kakayahang Magamit sa Base Transceiver Stations?

Pangunahing Tungkulin ng BBU sa BTS Architecture at Pagbubuklod ng mga Tungkulin

Orkestrasyon ng Baseband Processing: Paano Pinamamahalaan ng BBU ang Modulation, Coding, at Resource Allocation

Sa puso ng arkitektura ng Base Transceiver Station (BTS) ay ang Baseband Unit (BBU), na namamahala sa lahat ng mahahalagang gawain sa digital signal processing. Isipin ang mga bagay tulad ng mga teknik sa modulation, pamamaraan sa channel coding, at kung paano dinamikong inaatas ang mga mapagkukunan sa iba't ibang channel. Habang ipinapadala ang mga signal, binabago ng yunit na ito ang mga hilaw na data stream sa modulated na simbolo gamit ang iba't ibang paraan tulad ng Quadrature Amplitude Modulation (QAM). Idinaragdag din nito ang forward error correction codes upang maprotektahan laban sa pagkakasira ng data habang isinasalin. Ang tunay na kahanga-hanga ay nangyayari kapag gumagana ang mga real time resource allocation algorithm, na nagpapakalat ng available bandwidth sa maraming user upang walang mananatiling matagal na naghihintay para makarating ang kanilang data, habang tinitiyak pa rin ang pinakamataas na paggamit sa ating spectrum space. Sa pagtanggap ng signal, ginagawa ng BBU ang kinakailangang demodulation at decoding. At dito napakahalaga ng malakas na processing capabilities dahil ito ay nakakaapekto sa lahat, mula sa bilis ng paglipat ng impormasyon (latency) hanggang sa kabuuang data transfer rates (throughput), at kung ang sistema ba ay kayang umangkop nang maayos kapag biglang nagbago ang kalidad ng signal.

Pagkakabit ng Arkitektura na may RF Units: Daloy ng Signal mula sa Baseband hanggang RF sa Pinagsamang BTS na Imprastraktura

Ang Base Band Units (BBUs) ay malapit na nagtutulungan sa Remote Radio Units (RRUs) gamit ang karaniwang koneksyon sa pamamagitan ng fiber, kadalasang gumagamit ng CPRI o eCPRI protocols. Ang naprosesong baseband signals ay naililipat bilang digital na data mula sa BBU patungo sa RRU habang nananatiling buo ang kalidad nito sa panahon ng paglilipat. Kapag dumating ang mga signal na ito sa RRU, kinokonberta ito mula digital tungo sa analog bago sila mapalakas para sa radio frequency transmission sa pamamagitan ng mga antenna. Sa kabilang direksyon, kapag natanggap ng mga antenna ang RF signals, agad itong isinasalin sa digital form sa lokasyon ng RRU at pagkatapos ay ipinapadala pabalik sa BBU kung saan nangyayari ang decoding. Ang dalawang direksyon ng komunikasyon na ito na may pinakamaliit na pagkaantala ay nagbibigay-daan sa tumpak na pagkakaayos ng oras sa pagitan ng iba't ibang bahagi. Ang ganitong pagkakaugnay-ugnay ay lubhang mahalaga para sa mga coordinated beamforming techniques at sa pagpapatupad ng massive MIMO systems sa mga network na kumakalat sa maraming Base Transceiver Stations (BTS).

Mga Standardisadong Interface na Nagpapaganang BBU–BTS Interoperability

CPRI kumpara sa eCPRI: Latency, Bandwidth, at mga Implikasyon sa Compatibility para sa Komunikasyon ng BBU–RU

Ang protocol ng CPRI ay nag-aalok ng napakababang latency na nasa ilalim ng 100 microseconds na siyang kailangan para sa mga operasyong sensitibo sa oras sa physical layer. Ngunit may isang hadlang: kailangan nito ng napakalaking dami ng fronthaul bandwidth, mga 24.3 gigabits per segundo bawat antenna carrier. Nagdudulot ito ng malubhang problema sa scalability kapag isinasagawa sa madiin-densidad na 5G network. Sa kabilang banda, ang eCPRI ay gumagamit ng ibang pamamaraan—gamit ang packet-based na Ethernet technology at kasama ang functional splits tulad ng Split-7.2. Ang mga pagbabagong ito ay nagpapababa sa pangangailangan sa bandwidth ng humigit-kumulang 60 porsiyento habang pinapayagan pa rin ang parsiyal na virtualization ng baseband unit nang hindi nawawala ang mahalagang sub-millisecond response time na kailangan para sa mga mahahalagang tungkulin. May isang bagay lamang: kapag pinagsama ng mga operator ang CPRI at eCPRI na sistema, kailangang tiyakin nilang compatible ang lahat ng radio unit firmware. Kung hindi, magreresulta ito sa mga pagkakaiba sa configuration na maaaring magdulot ng pagbagsak ng komunikasyon at paghamak ng serbisyo sa buong network.

3GPP at O-RAN Specification: Tiyaking Multi-Vendor BBU Compatibility sa Lahat ng BTS Ecosystems

Ang release 15 ng 3GPP ay nagtatakda ng ilang mga pangunahing pamantayan para sa kung paano gumagana ang mga kagamitan, kabilang ang mga bagay tulad ng mas mababang layer split (isiping Option 2) at timing sync na maaaring mag-iba ng plus o minus 1.5 microseconds. Ito'y tumutulong upang matiyak na ang mga yunit ng baseband ay mag-uugali nang pare-pareho anuman ang gumawa nito. Pagkatapos ay dumating ang O-RAN ALLIANCE na may sariling diskarte, na lumilikha ng bukas na mga interface na hindi pabor sa anumang partikular na kumpanya. Ang kanilang Fronthaul spec ay isang mabuting halimbawa, sa pangunahing paghiwalay ng hardware mula sa software upang ang mga baseband unit mula sa iba't ibang mga tagagawa ay maaaring gumana nang maayos sa mga radio unit sa anumang BTS setup na may kahulugan. Ang pagtingin sa mga numero ng industriya mula 2023 ay nagpapakita na karamihan sa mga operator ay nasa board na may mga solusyon sa O-RAN ngayon, halos 7 sa 10 sa buong mundo. Ang pangunahing dahilan? Gusto nilang maiwasan ang pagiging nakatali sa isang kagamitan ng isang tagabenta magpakailanman. Ang paglipat na ito ay nagmadali rin sa pagsubok sa pagitan ng iba't ibang mga tagabenta at pinatitin ang oras ng sertipikasyon para sa mga bagong produkto.

Mga Pagbabago sa Pag-andar at Pag-unlad ng RAN: Paano Naglilipat ang Mga Pananagutan ng BBU sa D-RAN, C-RAN, at O-RAN

FH-7.2, FH-8, at Iba pang mga Paghahati: Epekto sa Mga Kailangang Interface ng BBU at Pagpapalakas ng Integrasyon ng BTS

Ang mga functional na paghahati na pinagtibay ng O-RAN Alliance ay muling tumutukoy kung saan nangyayari ang pagproseso ng PHY-layer, na nagbabago ng mga responsibilidad sa pagitan ng mga yunit ng radyo (RUs), ipinamamahagi na yunit (DUs), at sentralisadong yunit (CUs). Ang mga pagbabagong ito ay direktang humahawak sa disenyo ng BBU interface at kakayahang umangkop sa pag-install ng BTS:

• FH-7.2 lumipat ng bahagyang mga function ng PHY (halimbawa, IQ compression, FFT/IFFT) sa RU, binabawasan ang mga pangangailangan sa fronthaul bandwidth ng ~ 40% at pinapagaan ang pag-aampon ng cloud-RAN.
• FH-8 , na nagpapanatili ng buong pagproseso ng PHY sa DU, ay naglalagay ng mas mahigpit na mga paghihigpit sa latency (<250 μs) ngunit sumusuporta sa mga advanced na tampok tulad ng napakalaking MIMO densification.

Kaya naman:

Ang bawat split ay nag-uutos ng magkakaibang mga mekanismo ng pag-synchronize ng hardware at suporta sa protocol ngunit sa kabuuan, pinawalang-bisa nila ang mga paghihigpit na partikular sa vendor at pinabilis ang kakayahang mapalaki ng 5G network.

Mga pangunahing kakayahan ng BBU na direktang nagbibigay-daan sa pagiging katugma ng BTS

Ang pagiging tugma ng isang Baseband Unit (BBU) sa Base Transceiver Station (BTS) ay nakasalalay sa limang pangunahing kakayahan na tinitiyak ang walang-babagsak na pagsasama sa buong mga modernong arkitektura ng RAN:

• Kakayahang Palawakin : Dinamiko na paglalaan ng mga mapagkukunan sa pagproseso upang matugunan ang mga pagtaas ng trapiko at pagpapalawak ng networknang walang mga upgrade ng hardwarepagpapatupad sa umuusbong na mga pangangailangan sa kapasidad ng 5G.
• Mataas na kapangyarihan sa pagproseso : Patuloy na throughput hanggang sa 100 Gbps para sa real-time modulation, coding, at pag-iskedyulkritikal para sa mababang latency, mataas na katapat na signal processing.
• Kakayahang Umangkop sa Protocol : Native na suporta para sa CPRI, eCPRI, at O-RAN fronthaul standards sa pamamagitan ng software-defined interfaces, na nagbibigay-daan sa interoperability sa buong heterogeneous BTS ecosystems.
• Suporta sa Virtualization : Hardware-agnostic na disenyo na naaayon sa mga prinsipyo ng cloud-RAN, sumusuporta sa mga containerized workload at mga modelo ng imprastraktura bilang isang serbisyo na inaasahang masakop ang 40% ng mga network sa pamamagitan ng 2025.
• Pagtustos sa Seguridad : Built-in na pag-encrypt, mutual authentication, at key management na naka-align sa 3GPP security frameworks (hal. TS 33.501), na tinitiyak ang end-to-end na tiwala sa bukas na mga kapaligiran ng RAN.

Magkasama, ang mga kakayahan na ito ay nagbubukas ng mga pandaraya ng pag-aari at nag-aalok ng pare-pareho, maaasahang pagproseso ng signal sa buong ipinamamahagi, sentralisadong, at hybrid na mga pag-install ng RAN.