Які переваги інтегрованих рішень BBU та базових блоків обробки сигналів?

Покращена продуктивність мережі завдяки інтегрованим рішенням BBU

Основні функції базового блоку у обробці сигналів

Базові блоки (BBU) є основою сучасних стільникових мереж, виконуючи всю роботу з цифрової обробки сигналів, виправлення помилок і керування модуляцією сигналів. Коли ці функції централізуються за допомогою інтегрованих BBU, скорочується кількість надлишкового устаткування, а також покращується якість сигналу. Деякі дослідження з Звіту про бездротову інфраструктуру 2024 року фактично показують поліпшення приблизно на 35% у порівнянні з традиційними розподіленими системами. Чому це так важливо? Ну, коли все консолідується, це допомагає всім віддаленим радіоблокам (RRU) працювати разом у повному синхронізації. І, по суті, саме така синхронізація абсолютно необхідна для коректної роботи 5G зі складними частотами міліметрового діапазону.

Низька затримка та висока пропускна здатність у мережах, готових до 5G

Коли використовуються інтегровані базові блоки, затримки обробки скорочуються до менш ніж одна мілісекунда, що робить можливими надійні з'єднання з низькою затримкою. Такі з'єднання практично необхідні для таких технологій, як самокеровані автомобілі та дистанційні медичні операції, де важлива точність у часі. Розміщення цих систем у централізованих місцях допомагає керувати розподілом смуги пропускання між різними користувачами, а тестування показали, що це може забезпечити ефективність майже 98% у навантажених мережах. Деякі реальні випробування, проведені в густонаселених міських центрах, також продемонстрували кращі, ніж очікувалося, результати. Ємність мережі зросла приблизно на 40%, коли інженери використовували базові блоки наступного покоління, спеціально розроблені для роботи з великими антенними решітками, які ми називаємо масивними MIMO-конфігураціями.

Дослідження випадку: Впровадження 5G у місті за допомогою інтегрованих рішень BBU в Сеулі

Мережа 5G у Сеулі обслуговує підключення приблизно 10 мільйонів людей, використовуючи так звану централізовану архітектуру BBU для відстеження понад 15 тисяч радіовузлів, розкиданих по всьому місту. Коли вони перейшли на віртуалізовані пули BBU, телекомунікаційні компанії змогли скоротити витрати на апаратне забезпечення приблизно на чверть. І водночас вони змогли досягти максимальної швидкості завантаження близько 2,5 гігабіт за секунду. Справжнім проривом стало отримання аналізу даних безпосередньо з цих кластерів BBU. Це дозволило їм передбачати, де навантаження стане надмірним, ще до того, як це сталося. Як наслідок, спостерігалося значне зниження мережевих заторів під час годин пік — приблизно на 60 відсотків, згідно зі звітом Global Smart City 2024 року. Міста по всьому світу тепер розглядають підхід Сеула як зразок розширення власних мереж 5G без великих фінансових витрат.

Вартість та енергоефективність централізованих архітектур BBU

Централізовані архітектури блоку базової смуги (BBU) підвищують ефективність витрат за рахунок об'єднання ресурсів обробки між кількома радіообладнаннями. Оператори зменшують експлуатаційні витрати (OpEx) завдяки уніфікованим оновленням програмного забезпечення та спрощеному обслуговуванню — тепер кожне оновлення одночасно обслуговує 20–50 віддалених радіостанцій.

Зниження експлуатаційних витрат за рахунок консолідації BBU

Консолідація BBU знижує споживання електроенергії на 18–22% згідно з даними досліджень ефективності центрів обробки даних за 2023 рік, шляхом усунення надлишкових систем охолодження. Перехід від децентралізованих до централізованих конфігурацій BBU зменшує щорічні операційні витрати на 9 200 доларів США на типовому макросайті 5G.

Як інтегровані BBU знижують споживання енергії та вартість апаратного забезпечення

Сучасні блоки резервного живлення обробляють кожен радіомодуль з потужністю 45 Вт за допомогою оптимізованих мікросхем ASIC, що на менше, ніж 68 Вт у попередніх поколіннях. Спільні джерела живлення та розподіл постійного струму 48 В мінімізують втрати енергії, забезпечуючи економію 4800 доларів США на рік на кожному об'єкті порівняно з розподіленими системами.

Дані: Звіт GSMA вказує на 30% менше енергоспоживання завдяки централізованим BBUs

Дослідження GSMA підтверджує, що централізовані блоки резервного живлення зменшують енергоємність мережі на 30% (GSMA, 2023). Коли 150 радіомодулів централізуються в трьох вузлах BBU, оператори досягають щомісячної економії електроенергії на обсязі 800 кВт — цього достатньо для забезпечення електроенергією 230 будинків на рік.

Стратегія: Впровадження економнієї консолідації BBU в регіональних мережах

Інженери мережі максимізують економію, використовуючи масштабовані шафи BBU, які підтримують поступове оновлення. Поетапне розгортання протягом 36 місяців у чотирьох регіональних вузлах скорочує первинні капітальні витрати на 62% порівняно з повною модернізацією мережі.

Масштабованість і гнучкість у динамічних мережевих середовищах

Модульна конструкція BBU для розширення потужностей за потребою

Модульні архітектури BBU дозволяють телекомунікаційним операторам точно масштабувати потужності відповідно до попиту. Компоненти, які підтримують гарячу заміну, дозволяють поступове оновлення без дорогих повних замін обладнання. Оператор рівня 2 у Південно-Східній Азії збільшив покриття 5G на 40% протягом шести місяців, використовуючи цей підхід, і таким чином синхронізував інвестиції в інфраструктуру зі зростанням кількості абонентів.

Підтримка зростання IoT за допомогою масштабованого розгортання BBU: приклад з сільської Індії

У 150 селах сільської Індії було встановлено менші блоки базової смуги для обслуговування близько 220 тисяч сільськогосподарських IoT-датчиків, які відстежують такі параметри, як вологість ґрунту та місцеві погодні умови, зберігаючи затримку сигналу менше ніж 50 мілісекунд. Цікавим у цьому підході є те, наскільки він економить кошти порівняно з традиційними методами, що використовують великі вишки. За даними дослідження, опублікованого минулого року у звіті «Modular Network Expansion Report» про гнучкі інфраструктурні рішення, первинні витрати скоротилися приблизно на 60 відсотків.

Архітектура Cloud-RAN (C-RAN) та роль централізованих блоків обробки базових смуг (BBU)

C-RAN використовує централізовані пули BBU для динамічного розподілу обчислювальних ресурсів між радіообладнанням. Під час Кубка світу з крикету 2023 року в Мумбаї один із великих операторів перемістив 85% своїх потужностей BBU до зон стадіону, забезпечивши пікову швидкість 2,3 Гбіт/с для 90 000 одночасних користувачів. Централізація зменшує надлишковість ресурсів до менш ніж 10%, у порівнянні з 35–40% у децентралізованих системах.

Використання віртуалізованих та програмно-визначених рішень BBU для еластичності

Віртуалізовані платформи BBU досягають 92% продуктивності апаратно обмеженого процесингу сигналів за допомогою GPU-прискорених контейнерів. Один європейський оператор використовує програмно-визначену систему, яка коригує розподіл ресурсів кожні 15 хвилин, скорочуючи споживання енергії на 18%, зберігаючи при цьому доступність послуг на рівні 99,999% — критично важливо для корпоративних сегментів 5G під навантаженням зі змінною інтенсивністю.

Реалізація передових архітектур RAN: інтеграція C-RAN та O-RAN

Роль BBU в інтероперабельності та екосистемах Open RAN

Блoки базової смуги (BBU) є основою інтероперабельних екосистем Open RAN, забезпечуючи розділення апаратних і програмних рішень. Сучасні BBU використовують стандартизовані інтерфейси, визначені альянсом O-RAN, що дозволяє безперебійну інтеграцію обладнання від різних виробників. Цей перехід усуває обмеження минулого, коли пропрієтарні пари BBU–одиниця радіо (RU) призводили до того, що оператори залишалися в межах екосистеми одного виробника.

Пропрієтарні та відкриті інтерфейси у взаємодії BBU–RRU

Старі школи BBU-RRU були прив'язані до власницьких рішень, таких як CPRI, що фактично призводило до того, що оператори мереж потрапляли у залежність від дорогих рішень, які погано адаптувалися до змінних потреб. Однак нова хвиля відкритих стандартів fronthaul, включаючи eCPRI та специфікації 7.2x від O-RAN, повністю змінила ситуацію. Тепер телекомунікаційні компанії можуть реально поєднувати блоки базової смуги від різних виробників із радіоодиницями від інших. Наприклад, один великий азійський телекомунікаційний провайдер скоротив свої витрати на розгортання приблизно на 22 відсотки минулого року, коли перейшов на ці відкриті інтерфейси BBUs, які працюють щонайменше з шістьма вендорами RUs. Така гнучкість означає, що оператори більше не є заручниками односистемних поставок.

Дослідження випадку: Випробування альянсу O-RAN з інтеграцією багатовендорних BBU та O-RU

У ході випробування Альянсу O-RAN у 2023 році було досягнуто 98% успішних передач між блоками BBU та O-RU від різних виробників у міських і сільських умовах. Учасники зберегли затримку менше 3 мс, використовуючи BBU від трьох конкуруючих виробників, що підтверджує можливість взаємодії архітектури. Ці результати підтримують прогноз GSMA щодо того, що до 2027 року 38% глобальних мобільних сайтів перейдуть на Open RAN BBU.

Створення мереж, незалежних від постачальників, шляхом синергії BBU та O-RAN

Віртуалізуючи функції BBU та впроваджуючи дезінтегровану структуру O-RAN, оператори можуть динамічно розподіляти ресурси базової смуги по пулах апаратного забезпечення, незалежних від виробника. Це руйнує пропрієтарні «замкнуті сади», дозволяючи замінити 40% застарілих BBU стандартними одиницями під час модернізації — стратегія, яка, як очікується, зекономить 12 млрд доларів США на глобальних витратах на RAN до 2026 року.

Майбутні тенденції: штучний інтелект, граничні обчислення та інтелектуальні платформи BBU

Покращена за допомогою штучного інтелекту обробка сигналів і передбачувальне технічне обслуговування в BBU

Блоки базової смуги, що працюють на основі штучного інтелекту, значно покращують модуляцію сигналів 5G та виправлення помилок, скорочуючи затримки обробки приблизно на 40% порівняно з традиційними статичними методами, згідно з останніми показниками галузі телекомунікацій 2024 року. Ці розумні системи аналізують дані про попередню продуктивність, щоб виявити потенційні апаратні проблеми задовго до їх виникнення — іноді аж за три дні наперед, завдяки чому компанії можуть усунути несправності ще до того, як клієнти їх помітять. Візьмемо, наприклад, періоди навантаження мережі. Блоки базової смуги, керовані ШІ, самостійно коригують налаштування формування променів, забезпечуючи стабільну якість обслуговування протягом усього дня. І це корисно не лише для клієнтів — також економить кошти на ремонті, оскільки витрати на технічне обслуговування загалом знижуються приблизно на 18%.

BBU як основа для розподілених вузлів граничних обчислень

Традиційна централізована модель BBU поступово поступається місцем чомусь новому — розподіленим обчислювальним вузлам на периферії мережі, розташованим на відстані приблизно 1–2 км від кінцевих користувачів. Розташування обчислювальних потужностей на такій близькій відстані кардинально впливає на застосунки, у яких важливі мілісекунди, наприклад, керування автономним обладнанням на виробництві або системами доповненої реальності, що допомагають працівникам орієнтуватися в складному обладнанні. У майбутньому більшість аналітиків погоджується, що приблизно дві третини телекомунікаційних компаній планують розгорнути такі BBU, готові до роботи на периферії мережі, протягом найближчих кількох років. Головний чинник? Обробка всіх даних, що надходять від підключених пристроїв у рамках ініціатив розумних міст та промислових мереж моніторингу, які в режимі реального часу відстежують усе — від коливань температури до стану конструкційної цілісності.

Автоматизація роботи мережі за допомогою управління BBU на основі штучного інтелекту

ББВ з підтримкою ШІ самостійно розподіляють спектр, встановлюють пріоритетність для аварійних служб і перенаправляють трафік під час перевантаження. Під час тестування навантаження ці системи скоротили обсяг ручного втручання на 83%, забезпечуючи при цьому безперебійну роботу на рівні 99,999%. Оператори повідомляють про у 22% швидше виявлення несправностей завдяки інтерфейсам з обробкою природної мови (NLP), які перетворюють запити техніків на діагностику в реальному часі.

Підготовка до автономних мереж шляхом інтелектуального оновлення ББВ

Останні базові блоки тепер постачаються з вбудованими системами федеративного навчання, які дозволяють телекомунікаційним мережам налаштовуватися відповідно до місцевих шаблонів трафіку, зберігаючи при цьому конфіденційну інформацію в безпеці. Візьмемо, наприклад, Rakuten Mobile в Японії: їм вдалося скоротити час розгортання 5G standalone приблизно на 35%, перейшовши на програмно-визначені BBU. Те, що справді робить ці розумні платформи цікавими, — це те, як вони закладають основу для мереж, здатних думати самостійно. Уявіть, як стовпи автоматично регулюють потужність сигналу під час сильних дощів або вихідних футбольних ігор, коли тисячі людей одночасно стікаються на стадіони.