為什么需要改變RAN的架構(gòu)?
首先,我們需要知道為什么需要從傳統(tǒng)的RAN架構(gòu)演進為更為靈活的RAN架構(gòu)?
答案是:數(shù)據(jù)的急劇增長
每一代新的移動技術(shù)都為移動設(shè)備提供了更高的數(shù)據(jù)速率。而且用戶使用數(shù)據(jù)的習慣也不斷地從固定設(shè)備轉(zhuǎn)移到智能手機、平板電腦和其他移動設(shè)備上。因此,運營商必須設(shè)法在增加蜂窩基站和移動用戶帶寬的同時,又能降低傳輸成本。
目前比較常見的RAN是分布式RAN架構(gòu),即RRH和BBU RAN功能都位于小區(qū)站點,并且都回傳到中央交換中心。這種架構(gòu)在3G上是有效的,但無法以更低的成本為4G或其較高版本提供所需的更大帶寬的能力。
在5G時代,設(shè)備的數(shù)據(jù)速率將達到 1 Gbit/s,因此許多移動運營商得出結(jié)論,分布式 RAN 架構(gòu)將變得不可行。
從D-RAN到C-RAN
這里的“C”表示“Centralized(集中式)”,“Collaborative(協(xié)作式)”,“Cloud
(云)”以及“Clean(綠色)”——它是基于集中化處理,協(xié)作式無線電和云計算構(gòu)架的綠色無線接入網(wǎng)構(gòu)架(Clean
system)。集中式C-RAN架構(gòu)僅將RRH放置在蜂窩基站上,而將BBU的功能移動到集中化的BBU池中。
集中化的BBU可以為電信運營商帶來諸多好處。
(1) 高效率和利用率
在傳統(tǒng)的RAN架構(gòu)中,每個基站都需要自己的專用BBU,以及相關(guān)的電源、冷卻和路由。將 BBU集中在一個位置允許BBU池共享相同的數(shù)據(jù)中心/中央辦公室物理空間、電池、發(fā)電機和冷卻源。
此外,BBU池可以由一個大型路由器提供服務(wù),而不是每個蜂窩站點所需的單獨的較小路由器。簡而言之,物理池確保所有數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施和路由資源得到最有效的使用,使資源容量閑置和浪費達到最少。
(2) 簡化基站維護,降低運營成本
集中式BBU可進一步節(jié)省設(shè)備和站點的運營成本。借助集中式 RAN,減少派技術(shù)人員前往每個基站進行BBU的故障排除和日常維護的工作量。
(3) 更好的小區(qū)間協(xié)調(diào),提高系統(tǒng)性能
規(guī)?;?jīng)濟和減少維護是物理集中化的最顯著好處。即使沒有任何虛擬化,集中化也可以讓性能得到改進。
D-RAN和C-RAN的區(qū)別
C-RAN架構(gòu)主要由三個部分組成:基帶單元池 (BBU)、遠端射頻頭 (RRH) 以及連接RRH和BBU的前傳網(wǎng)絡(luò)。
在分布式RAN中,RRH和BBU通常在基站內(nèi)分離,RRH在鐵塔的頂部,BBU則位于底部機房內(nèi)。它們之間通過標準化的CPRI(通用公共無線電接口協(xié)議)接口進行連接。
正如我們從上圖所示,在D-RAN中,每個站點的容量大部分時間并沒有得到充分的利用。但是在C-RAN中,可以看到利用率得到明顯增加,并且只需較少的資源就可以擴展RAN 容量,這也就意味更小的資本支出。