Ağınızda RRU ve BBU arasında uyumluluğu nasıl sağlarsınız?

RRU ve BBU Arasındaki Fonksiyonel İlişkinin Anlaşılması

Modern Radyo Erişim Ağlarında Temel Bant Ünitesinin (BBU) Rolü

Radyo erişim ağlarının merkezinde, tüm bu karmaşık işlemlerin beyni konumundaki temel birim olan BBU (Baseband Unit) bulunur. BBU, PDCP (Paket Veri Birleştirme Protokolü, kim not tutuyorsa için ek bilgi) ve RLC (Radyo Bağlantı Kontrolü) gibi önemli protokolleri yönetir. Bunların asıl işlevi nedir? Hata oluştuğunda bunları düzeltmek, veri boyutlarını sıkıştırarak daha hızlı iletimini sağlamak ve kaynak tahsisini anlık olarak en iyi şekilde yapmak gibi işlemleri kontrol etmektir. Tüm bu süreç, telefonlarımızın bağlı oldukları ağa güvenilir şekilde iletişim kurmasını sağlar. Artık 5G devreye girdikçe, BBUnun SDAP (Servis Verisi Uyarlama Protokolü) adı verilen yeni bir yapıyla birlikte daha da akıllı hale gelmesi sağlanmıştır. Bu yeni bileşen, ağların servis kalitesi gereksinimleri konusunda çok daha spesifik kararlar almasına ve herhangi bir anda hangi hizmetlerin çalıştığını dikkate alarak trafiğin öncelikli işlem görmesine karar vermesine olanak tanır.

RRU İşlevselliğini ve Temel İstasyon Mimarisi İçerisinde Entegrasyonunu Anlamak

Uzak radyo birimleri veya RRUs, temel olarak çalıştığımız dijital baz istasyonu sinyalleri ile gerçek radyo frekansı iletimleri arasındaki bağlantı noktasını oluşturur. Bu birimler genellikle antenlere oldukça yakına yerleştirilir ve çoğu zaman aralarındaki mesafe 300 metreyi geçmez. Görevleri, baz istasyonu biriminden gelen dijital bilgiyi hava aracılığıyla analog dalgalar halinde seyahat edebilecek hâle dönüştürmektir. Ayrıca ışın yönlendirme teknikleri ve çoklu giriş çoklu çıkış işleme gibi oldukça gelişmiş işlemleri de gerçekleştirirler. Sinyallerin gerçekten dışarı çıktığı yere bu kadar yakın olmaları büyük fark yaratır. Özellikle mmWave frekansları gibi yüksek frekanslı 5G bantlarında önemli ölçüde sinyal kaybı azalır. RF işlemeyi merkezi konumlarda değil, ağın kenarında yapmak operatörlerin spektrum kaynaklarını daha iyi kullanmalarına yardımcı olur. Ayrıca özellikle dar alanlarda büyük ölçekli kurulumlar için gereken karmaşık kablolamayı da azaltır.

4G ve 5G Sistemlerinde RRU ile BBU Arasında Sinyal İşleme ve Dönüşüm

4G ve 5G arasındaki sinyal işleme sorumlulukları önemli ölçüde farklılık gösterir:

• 4G LTE : BBU'lar MAC zamanlamayı ve FEC kodlamayı yönetirken, RRU'lar QPSK ve 16QAM gibi temel modülasyon şemalarını işler.
• 5G NR : RRU'lar büyük ölçekli MIMO önceden kodlama ve kısmi PHY katmanı işleme gibi daha gelişmiş görevleri üstlenir ve geleneksel 4G CPRI sistemlerine kıyasla (3GPP Release 15) önbağlantı bant genişliği ihtiyacını %40 kadar azaltır.

Bu değişim, önbağlantı kapasitesinin daha verimli kullanımına olanak tanır ve 5G uygulamalarının artan aktarım hızı taleplerini destekler.

BBU'daki Fonksiyonel Bölünmelerin Etkisi (örneğin O-RAN Bölünmeleri FH 7.2 ve FH 8 Gibi)

O-RAN Alliance tarafından tanımlanan fonksiyonel bölünmeler, BBU ve RRU arasında işlem gücünün nasıl dağıtıldığını yeniden yapılandırır:

• Bölünme 7.2 (FH 7.2) : RRU, FFT/iFFT ve döngüsel önek kaldırma gibi alt PHY fonksiyonlarını işler ve daha yüksek önbağlantı bant genişliği gerektirir (en fazla 25 Gbps), ancak merkezileştirilmiş kontrol korunur.
• Bölünme 8 (FH 8) : Tam PHY işleme, RRU'ya taşınarak fronthaul ihtiyacını yaklaşık 10 Gbps seviyesine düşürür; ancak bunun bedeli olarak gecikmede %15 artış olur (O RAN WG1 2022).

Bu esnek bölünmeler, özellikle sanallaştırılmış RAN (vRAN) çerçevelerinde, çoklu tedarikçi ortamlarında maliyet, performans ve ölçeklenebilirlik açısından iyileştirme yapmaya olanak tanır.

Fronthaul Arayüzü Protokolleri: RRU-BBU Bağlantısı için CPRI ve eCPRI

RRU-BBU Bağlantı ve Kontrolü için Ortak Kamu Radyo Arayüzü (CPRI) Protokolü

CPRI, günümüzde çoğu 4G ağında fronthaul bağlantıları için hâlâ tercih edilen çözüm olmaya devam ediyor. Temel olarak, tüm PHY katmanı işlemleri BBU ucunda yapılırken bu sayısal I/Q örnekleri özel fiber hatlar aracılığıyla RRU'ya iletilir. Sistem, sektör başına yaklaşık 24,3 gigabitlik saniye hızına ulaşan oldukça yüksek bant genişliğiyle birlikte 100 mikrosaniyenin altındaki son derece düşük gecikme sürelerini karşılayabilir. Bu da farklı ağ koşullarında tutarlı performansın korunmasını sağlar. Ancak burada dikkat edilmesi gereken bir nokta var. Katı mimarisi nedeniyle bu yapı oldukça esnek olmayan bir yapıdadır. 5G'ye geçişle birlikte bu durum daha dinamik yük dengelemesi yapabilen ve bulut altyapısıyla sorunsuz entegre olabilen daha esnek çözümler gerektiği için bir sorun haline gelmektedir. Birçok operatör, mevcut CPRI tabanlı sistemlerini yeni nesil ihtiyaçlara uygun hale getirmeye çalışırken zaten ölçeklendirme konusunda sorunlarla karşılaşmaktadır.

Sanallaştırılmış RAN (vRAN) ve 5G Ağlarında CPRI'den eCPRI'ye Evrim

Geleneksel CPRI'nin eksikliklerine yanıt olarak, sektör 2017 yılında eCPRI'yi geliştirdi. Bu yeni sürüm ham I/Q veri akışları yerine paketler üzerinde çalışır ve bu da önbağlantı bant genişliği ihtiyacını çoğu tahmine göre yaklaşık %70 oranında önemli ölçüde azaltır. eCPRI'nin öne çıkan özelliği, özellikle fiziksel katman işleme işlemlerinin RRU tarafına kaydırıldığı O-RAN'ın Option 7.2x yapısı gibi fonksiyonel bölümleri nasıl ele aldığıdır. Bu durum aslında sistemin genel verimliliğini artırır. En önemlisi, eCPRI standart Ethernet/IP ağları üzerinden çalıştığı için operatörler taşıma altyapılarını farklı hizmetler arasında paylaşabilir ve gerektiğinde yazılım tanımlı çözümleri devreye sokabilirler. Yine de, her şeyin sorunsuz bir şekilde bir araya gelmesini sağlamakta bazı ciddi zorluklar vardır. 2023'ün sonlarına ait yapılan son pazar analizleri, çoklu marka kurulumlarının beşte birinin entegrasyon sırasında sorun yaşadığını göstermiştir çünkü üreticiler spesifikasyonları farklı şekillerde uygulamakta ve kimse uğraşmak istemediği uyumluluk engelleri yaratmaktadır.

CPRI/eCPRI Önden Hattı Arayüzlerinin Bant Genişliği ve Gecikme Etkileri

CPRI, geleneksel D-RAN kurulumlarında karşılaştığımız düşük gecikmeli durumlar için gerçekten iyi çalışır ancak bant genişliği gereksinimleri konusunda bir sorun ortaya çıkar. Özellikle şehirler bu durumla mücadele eder çünkü tüm bu veriler mevcut fiber altyapı üzerinde ciddi bir yük oluşturur. İşte bu noktada, Ethernet tabanlı yaklaşımıyla eCPRI devreye girer ve ölçeklendirme işlemini çok daha kolay ve uygulanması daha ucuz hale getirir; ancak standart CPRI'ye kıyasla gecikmeye biraz daha fazla tolerans gösterilmesini gerektirir. Fabrika otomasyon sistemleri veya otonom sürüş gibi URLLC uygulamalarına bakıldığında, mühendisler hibrit senkronizasyon yöntemlerini kullanmaya başlamıştır. Bu yaklaşımlar, kritik işlemler için yeterince doğru zamanlamayı korurken aynı zamanda paket tabanlı fronthaul'un esneklik ve performans açısından sunduklarından faydalanmaya devam eder.

Ağ Mimarisi Modelleri ve RRU-BBU Entegrasyonuna Etkisi

4G D-RAN ve Merkezileştirilmiş C-RAN Mimarilerinde RRU ve BBU Entegrasyonu

RRU ve BBU entegrasyonu pazarı, büyük ölçüde Dağıtılmış RAN (D RAN) ve Merkezileştirilmiş RAN (C RAN) olmak üzere iki yaklaşım tarafından şekillendirilmektedir. D RAN kullanan 4G ağlar için tipik olarak her hücre konumunda birlikte yer alan BBUs ve RRUs bulunur ve bu durum bağımsız baz istasyonları oluşturur. Kurulum ve senkronizasyon açısından yapı basittir ancak siteler arasında donanımın çoğaltılması ve artan güç tüketimi gibi dezavantajlara sahiptir. Bunun tersine, C RAN tüm bu BBUs'ları merkezi konumlarda toplayarak farklı bir yaklaşım benimser. Bu işlem kaynaklarının birleştirilmesi operatörlerin ekipmanlarını daha verimli kullanmalarına olanak tanır. 2023 yılındaki son araştırmalara göre C RAN'a geçiş enerji maliyetlerini yaklaşık %28 oranında azaltabilir. Ancak bu sistemler uzak RRUs ile merkezileştirilmiş BBUs arasında ileri-geri 10 ila 20 Gbps değerinde CPRI trafiği taşıyabilen güçlü fronthaul bağlantıları gerektirir; burada bir sınırlama söz konusudur.

Sanallaştırılmış RAN'ın (vRAN) 5G'de Uzaktan Radyo Ünitesinin (RRU) Evrimine Etkisi

Sanallaştırılmış Radyo Erişim Ağı (vRAN) teknolojisi temel olarak Taban Bant Birimini (BBU), özel donanım yerine normal ticari sunucularda çalışan bir yazılıma dönüştürür. Bu ayrım, operatörlerin ihtiyaç duydukları kadar kaynak ölçeklendirmelerine, güncellemeleri daha hızlı dağıtmalarına ve maliyetli özel donanımlara bağlı kalmamalarına olanak tanır. 5G ağları söz konusu olduğunda, vRAN O-RAN standardının FH 7.2 yapılandırması gibi işlevleri bölmek için yeni yaklaşımlar öne sürmektedir. Bu yaklaşım sayesinde bazı fiziksel katman süreçleri aslında Uzak Radyo Ünitesine (RRU) daha yakın yerlere taşınabilmektedir. Örneğin 2024 yılında Verizon'un gerçekleştirdiği son saha testini ele alalım: farklı katmanlarda işlemeyi üstlenen bu uyumlu RRU'ları kullandıklarında sinyal iletim gecikmesinde yaklaşık %40 azalma gözlemlediler. Elde edilen sonuçlar sanallaştırmanın akıllı dağıtılmış işleme yetenekleriyle ne kadar uyum içinde çalıştığını açıkça göstermektedir.

O-RAN Standartları ve Fronthaul Birlikte Çalışabilirliği ile Açıklık Üzerindeki Etkileri

O RAN Birliği, farklı ekipmanların sorunsuz bir şekilde birlikte çalıştığı açık radyo erişim ağı ekosistemleri oluşturmaya odaklanmaktadır. Farklı tedarikçilerin bir arada uyum içinde çalışmasını sağlayan Açık Önbağlantı (OFH) gibi standartlar geliştirmişlerdir. Örneğin 7.2x bölünme spesifikasyonu, IQ verilerinin ve kontrol mesajlarının nasıl görünmesi gerektiği konusunda belirli kurallar getirerek, farklı üreticilere ait uzak radyo birimlerinin (RRU) tabanbant birimleriyle (BBU) birbirleriyle değiştirilebilir olmasını mümkün kılar. 2025 yılında GSMA tarafından yapılan bir rapor oldukça etkileyici bir bulgu ortaya koymuştur: O RAN uyumlu parçalarla inşa edilen ağlar, ortak izleme araçlarına sahip oldukları için sorunları yüzde 92 daha hızlı çözmektedir. Ayrıca daha fazla iyi haber de var. Yapılan erken testler, yapay zekânın RRU'lar ile BBU'lar arasında koordinasyon sağladığı durumlarda spektrum verimliliğinin yüzde 15 ila 20 arasında arttığını göstermektedir. Bu rakamlar, günümüz telekom dünyasında açıklığın ve otomasyonun ne kadar önemli olduğunu gerçekten ortaya koymaktadır.

Çoklu Tedarikçili RRU BBU Kurulumlarında Satıcı Uyumluluk Zorluklarının Aşılması

RRU BBU Ekosistemlerinde Özel Donanım ve Yazılımdan Kaynaklanan Zorluklar

Özel arayüzler, çoklu satıcılı RAN kurulumlarında hâlâ büyük bir engel teşkil etmektedir. Operatörlerin %62'sinden fazlası, farklı satıcıların kontrol protokollerinin uyumsuzluğundan dolayı entegrasyon sırasında gecikmeler yaşadığını bildirmektedir (STL Partners 2025). Eski sistemler genellikle bulut yerli ve sanallaştırılmış ortamlara entegre olmaya direnen satıcıya özel yazılım yığınlarına dayanmaktadır ve bu durum 5G ile vaat edilen esnekliği zayıflatmaktadır.

Fronthaul Ağlarda Üreticiler Arası Ekipman Uyumluluğunun Sağlanması

O-RAN'ın açık fronthaul spesifikasyonlarını benimsemek, birlikte çalışabilirlik risklerini önemli ölçüde azaltır. Uyumlu ekipman kullanan ağlar, özel çözümlere dayananlara kıyasla entegrasyonu %89 daha hızlı tamamlar. Kritik uyumluluk faktörleri şunlardır:

• ±1,5 μs tolerans dahilinde zamanlama senkronizasyonu
• CPRI/eCPRI hat hızlarının eşleştirilmesi (9,8 Gbps ile 24,3 Gbps arasında değişen oranlar)
• Paylaşımlı spektrum paylaşım algoritmaları

Standardizasyon, farklı tedarikçilerin siteleri arasında sorunsuz el değiştirme ve tutarlı performans sağlar.

Vaka Çalışması: Uyumlu Olmayan CPRI Hat Hızları Nedeniyle Başarısız Entegrasyon

2023 yılında, 10,1 Gbps hızında çalışan CPRI Seçeneği 8 için yapılandırılmış bir 4G RRU seti, aslında 24,3 Gbps hızında eCPRI gerektiren 5G uyumlu bir BBU'ya bağlanmıştı. Sonrasında ne oldu? Yaklaşık %58'lik büyük bir bant genişliği uyuşmazlığı ortaya çıktı ve bunun sonucunda sürekli tekrar eden ciddi sinyal kalitesi sorunları yaşandı. Her şey bittikten sonra yapılan incelemeler, bu sorunun kurulumdan önce arayüzlerin uyumu kontrol edilseydi kolayca önlenebileceğini gösterdi. Standart dokümantasyon kurallarına uymak ve uygunluk testleri yapmak bu hatayı erken aşamada yakalayabilirdi. Aslında oldukça temel adımlar, ancak kurulum sırasında apparently göz ardı edilmiş.

Kurulum Sırasında RRU ve BBU Uyumluluğunu Sağlamak İçin En İyi Uygulamalar

Arayüz Protokolleri ve Senkronizasyon Gereksinimlerinin Kuruluma Öncesi Doğrulanması

Herhangi bir entegrasyon çalışmasına başlamadan önce, protokol uyumluluğu ve senkronizasyon parametrelerinin doğru olması ilk önceliktir. Bu konular üzerinde çalışan mühendisler için, CPRI veya eCPRI gibi fronthaul standartları konusunda herkesin aynı fikirde olup olmadığı büyük önem taşır. Ayrıca sembol hızlarının eşleştiğinden emin olmaları ve özellikle günümüzde sık karşılaştığımız karışık 4G ve 5G durumlarında kullanılan IQ sıkıştırma ayarlarını belirlemeleri gerekir. Geçen yıl yapılan bazı araştırmalara göre, tüm kurulum gecikmelerinin yaklaşık üçte ikisi, başlangıçta her şeyin düzgün şekilde doğrulanmamasından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, eski radyo uzak ünitelerini yeni bant genişliği birimlerine bağlarken uygun testler yapmak son derece kritik hale gelir. Sayılar, dikkatli hazırlamanın ne kadar önemli olduğunu açıkça ortaya koymaktadır.

RRU-BBU Bağlantılarında Optik Fiber Kalitesinin ve Sinyal Bütünlüğünün Sağlanması

Sinyal bütünlüğünü korumak için fiber optik bağlantılar ITU T G.652 standartlarına uygun olmalıdır. Temel gereksinimler şunları içerir:

• 1310 nm'de 0,25 dB/km'nin altındaki zayıflama
• 30 mm'den daha dar olmayan büküm yarıçapı
• APC/UPC konektör yansıması seviyesinin 55 dB'in altında olması

Alan araştırmaları, orta bant 5G ağlarında dağıtımdan sonra gerçekleşen sinyal kaybı olaylarının %42'sinin kurulum sırasında fiberin yanlış işlenmesinden kaynaklandığını göstermektedir ve bu durum eğitimli teknisyenlerin ve kalite güvence kontrollerinin önemini vurgulamaktadır.

Çoklu Sağlayıcı Kurulumları için O-RAN İttifakı Spesifikasyonlarını Kullanan Standartlaştırma Stratejileri

Kontrol, kullanıcı ve veri düzlemleri boyunca O-RAN uyumunun zorunlu kılınması, 2024 birlikte çalışabilirlik kıyaslama sonuçlarına göre sağlayıcıya bağımlılığı %58 oranında azaltır. Operatörlerin şu hususlara uymayı sağlamaları gerekir:

• Standartlaştırılmış mesaj formatları (M Düzlemi, CUS)
• Servis yönetimi ve orkestrasyon API'leri
• Zamanlama doğruluğu eşik değerleri (5G bağımsız için ±16 ppb)

Bu tür politikalar, uzun vadeli esnekliği teşvik eder, sorun gidermeyi basitleştirir ve otomatik sağlama işlemlerini destekler.

Dağıtım Sonrası Uyumluluk Sorunlarının İzlenmesi ve Giderilmesi

Entegrasyonun ardından izleme sırasında BER veya Bit Hata Oranı, EVM yani Hata Vektörü Büyüklüğü ve eCPRI sistemleriyle çalışırken 200 nanosaniyenin altında kalması gereken gecikme jittersi gibi birkaç temel metriğe dikkat etmek önemlidir. Şu anda 3GPP TR 38.801 spesifikasyonlarına göre çalışan otomatik araçlar mevcuttur. Mühendislerin çoğu bu araçları kullanışlı bulur çünkü fonksiyonel bölünme sorunlarının yaklaşık 10'da 8'ini sadece bir gün içinde çözer. Düzenli kontrolleri de unutmayın. ETSI EN 302 326 önerilerine uymak, sistemlerin zamanla sorunsuz çalışmasını sağlar. Bu, ağların sürekli değişip büyüdükçe bile sistemlerin kararlı kalmasına ve iyi bir şekilde birlikte çalışmasına yardımcı olur.