EN
BBU'nun BTS Mimarisi ve İşlevsel Entegrasyondaki Temel Rolü
Taban Bant İşleme Orkestrasyonu: BBU'nun Modülasyon, Kodlama ve Kaynak Tahsisi Nasıl Yönettiğini
Baz İstasyonu Alıcı/Vericisi (BTS) mimarisinin merkezinde, tüm temel dijital sinyal işleme işlemlerini yöneten Bazband Ünitesi (BBU) bulunur. Modülasyon teknikleri, kanal kodlama yöntemleri ve farklı kanallar arasında kaynakların nasıl dinamik olarak tahsis edildiği gibi konuları düşünün. Sinyaller gönderilirken bu ünite ham veri akışlarını Dikdörtgen Genlik Modülasyonu (QAM) gibi çeşitli şemalar aracılığıyla modüle edilmiş sembollere dönüştürür. Ayrıca iletim sırasında veri bozulmalarına karşı koruma sağlamak için önceden hata düzeltme kodları ekler. Gerçek sihir, gerçek zamanlı bu kaynak tahsisi algoritmaları devreye girdiğinde ortaya çıkar; mevcut bant genişliği birden fazla kullanıcı arasında öyle bir dağıtılır ki kimse verisini almak için çok uzun süre beklememiş olur ve aynı zamanda spektrum alanımızın maksimum düzeyde kullanılması sağlanır. Alıcı tarafta ise BBU, demodülasyon ve çözme işlemleri için gereken tüm işlemleri gerçekleştirir. Burada güçlü işlem yeteneklerine sahip olmak gerçekten önem kazanır çünkü bu yetenek, bilginin ne kadar hızlı aktığına (gecikme süresi), genel veri aktarım hızına (verimlilik) ve sinyal kalitesi beklenmedik şekilde değiştiğinde sistemlerin uyum sağlayabilmesine kadar her şeye etki eder.
Entegre BTS Kurulumlarında Baz İstasyonu ile RF Birimleri Arasındaki Mimarî Bağlantı: Sinyal Akışı
Taban Bant Birimleri (BBU), genellikle CPRI veya eCPRI protokollerini kullanarak standart fiber bağlantılar üzerinden Uzak Radyo Üniteleri (RRU) ile yakından birlikte çalışır. İşlenen taban bant sinyalleri, iletim sırasında kalitelerini koruyarak dijital veri olarak BBU'dan RRU'ya taşınır. Bu sinyaller RRU'ya ulaştığında, antenler aracılığıyla radyo frekansı iletimi için yükseltilmeden önce dijital formattan analog forma dönüştürülür. Tersi yönde ise, antenler RF sinyallerini aldığında, bu sinyaller ilk olarak RRU konumunda dijital hâle dönüştürülür ve ardından tüm çözme işlemleri BBU'da gerçekleştirilir. Böylece gecikmesi en aza indirilmiş çift yönlü iletişim yolu, farklı bileşenler arasında doğru zamanlamaya olanak tanır. Bu tür senkronizasyon, birden fazla Taban İstasyonu (BTS) üzerinde dağıtılmış ağlarda koordine edilmiş ışınlama teknikleri ve büyük ölçekli MIMO sistemlerinin uygulanması gibi işlemler için oldukça önemlidir.
BBU–BTS Birlikte Çalışabilirliğini Sağlayan Standartlaştırılmış Arayüzler
CPRI ve eCPRI: BBU–RU İletişimi için Gecikme, Bant Genişliği ve Uyumluluk Etkileri
CPRI protokolü, zaman açısından kritik olan fiziksel katman işlemlerinde mutlak suretle gerekli olan 100 mikrosaniyenin altındaki son derece düşük gecikme süresini sunar. Ancak burada bir dezavantaj var: her anten taşıyıcısı başına yaklaşık 24,3 gigabitlik büyük miktarda fronthaul bant genişliği gerekiyor. Bu durum, yoğun olarak paketlenmiş 5G ağlarına dağıtım yapmaya çalışırken ciddi ölçeklenebilirlik sorunlarına neden olur. Buna karşılık, eCPRI; Split-7.2 gibi fonksiyonel bölünmelerle birlikte paket tabanlı Ethernet teknolojisini kullanarak farklı bir yaklaşım izler. Bu değişiklikler, önemli işlevler için gerekli olan kritik alt milisaniye yanıt süresini kaybetmeden, bant genişliği ihtiyacını yaklaşık %60 oranında azaltır. Ancak operatörler CPRI ve eCPRI sistemlerini bir arada kullandıklarında dikkat etmeleri gereken bir şey var: tüm radyo ünitesi firmware'lerinin birbiriyle uyumlu olduğundan emin olmaları gerekir. Aksi takdirde yapılandırma uyuşmazlıkları ortaya çıkar ve bunlar ağ genelinde iletişim kopukluklarına ve hizmet kalitesinin düşmesine yol açabilir.
3GPP ve O-RAN Spesifikasyonları: BTS Ekosistemleri Genelinde Çoklu Satıcı BBU Uyumluluğunun Sağlanması
3GPP'nin 15. sürümü, ekipmanların birlikte nasıl çalışacağına dair temel standartlar belirledi ve bunlara alçak katman bölmeleri (Option 2 gibi) ve artı eksi 1,5 mikrosaniyeye kadar değişebilen zamanlama senkronizasyonu örnek verilebilir. Bu sayede baseband üniteleri üreticisine bakılmaksızın tutarlı şekilde davranır. Ardından O-RAN ALLIANCE kendi yaklaşımıyla ortaya çıktı ve özel bir şirketi tercih etmeyen açık arayüzler oluşturdu. Fronthaul spesifikasyonları buna iyi bir örnektir ve aslında donanımı yazılımdan ayırarak farklı üreticilerden gelen baseband ünitelerinin mantıklı olan herhangi bir BTS yapısında radyo üniteleriyle sorunsuz şekilde çalışmasını sağlar. 2023 yılına ait sektörel rakamlara bakıldığında, küresel ölçekte yaklaşık onda yedisi artık bu O-RAN çözümlerini benimsemiştir. Ana nedenleri ise sonsuza dek tek bir tedarikçinin ekipmanına bağlı kalmaktan kaçınmak istemeleridir. Bu dönüşüm aynı zamanda farklı tedarikçiler arasındaki test süreçlerini hızlandırdı ve yeni ürünler için sertifika sürecinin süresini kısalttı.
Fonksiyonel Bölünmeler ve RAN Evrimi: BBU Sorumlulukları D-RAN, C-RAN ve O-RAN'da Nasıl Değişiyor
FH-7.2, FH-8 ve Diğer Bölünmeler: BBU Arabirimi Gereksinimleri ve BTS Entegrasyonu Esnekliği üzerindeki Etki
O-RAN İttifakı tarafından standartlaştırılan fonksiyonel bölünmeler, PHY katmanının işleminin nerede gerçekleştiğini yeniden tanımlar, sorumlulukları radyo birimleri (RU), dağıtılmış birimler (DU) ve merkezi birimler (CU) arasında değiştirir. Bu değişimler BBU arayüz tasarımını ve BTS dağıtım esnekliğini doğrudan şekillendirir:
- FH-7.2 kısmi PHY fonksiyonlarını (örneğin IQ sıkıştırma, FFT/IFFT) DŞ'ye taşıyor, ön bağlantı bant genişliği ihtiyaçlarını %40 oranında azaltıyor ve bulut RAN'ın benimsenmesini kolaylaştırıyor.
- FH-8 , DU'da tam PHY işlemini korur, daha sıkı gecikme kısıtlamaları (<250 μs) getirir, ancak büyük MIMO yoğunlaşması gibi gelişmiş özellikleri destekler.
Sonuç olarak:
| Bölünmüş tip | Ana BBU Etkisi | BTS Esnekliği |
|---|---|---|
| FH-7.2 | Düşük bant genişliği basıncı | Ölçeklenebilir bulut-RAN dağıtımlarını etkinleştirir |
| FH-8 | Düşük gecikme işlem gereksinimleri | Yüksek hassasiyetli, yoğun MIMO yapılandırmalarını destekler |
Her bölünme ayrı donanım senkronizasyon mekanizmaları ve protokol desteği gerektirirama toplu olarak, satıcıya özgü kısıtlamaları ortadan kaldırır ve 5G ağının ölçeklenebilirliğini hızlandırır.
BTS uyumluluğunu doğrudan sağlayan ana BBU yetenekleri
Bir Baseband Unit'in (BBU) Ana Alıcı İstasyonları (BTS) ile uyumluluğu, modern RAN mimarilerinde sorunsuz entegrasyonu sağlayan beş temel yeteneğe dayanır:
- Ölçeklenebilirlik : Trafik artışlarını ve ağ genişlemesini karşılamak için işlem kaynaklarının dinamik olarak tahsis edilmesimaddecilik yükseltmeleri olmadandeğişen 5G kapasitesi taleplerini karşılamak.
- Yüksek İşleme Gücü : Gerçek zamanlı modülasyon, kodlama ve zamanlama için 100 Gbps'ye kadar sürdürülebilir işlem hızı: düşük gecikme ve yüksek sadakatli sinyal işleme için kritik.
- Protokol Esnekliği : Yazılım tanımlı arayüzler aracılığıyla CPRI, eCPRI ve O-RAN fronthaul standartları için yerel destek, heterojen BTS ekosistemleri arasında birlikte çalışabilirliği sağlar.
- Sanallaştırma Desteği : Cloud-RAN prensiplerine uyumlu donanımdan bağımsız tasarım, 2025 yılına kadar ağların %40'ını kapsaması öngörülen containerize iş yüklerini ve altyapıyı hizmet olarak sunma modellerini destekler.
- Güvenlik Uygunluğu : 3GPP güvenlik çerçeveleriyle (örneğin, TS 33.501) uyumlu dahili şifreleme, karşılıklı kimlik doğrulama ve anahtar yönetimi, açık RAN ortamlarında uçtan uca güvenilirliği garanti eder.
Bu yetenekler birlikte özel engelleri ortadan kaldırır ve dağıtılmış, merkezileştirilmiş ve karma RAN kurulumlarında tutarlı, güvenilir sinyal işleme sunar.
