新「基站」傳奇

5G的腳步真的離我們越來越近啦!

現在幾乎天天都能看到關於5G的新聞,還有各大廠商的搖旗吶喊,彷彿明天就能用上。

那麼,大家真的了解5G嗎?神秘的5G,到底和我們現在的通信網路有什麼區別呢?

今天,小編就先從接入網的角度,給大家說說,5G,到底會是個啥樣?

什麼是接入網?關注鮮棗課堂的同學,一定對這個概念不會陌生。

我們搬出小棗君用過無數次的這張移動通信架構圖:

接入網,在無線通信里,一般指無線接入網,也就是RAN(Radio Access Network)

大家耳熟能詳的基站(BS,BaseStation),就是屬於RAN。

基站系統結構

雖然我們1G→2G→3G→4G一路走來,號稱是技術飛速演進,但大家請記住——

通信的本質就是編碼解碼,調製解調。

東西永遠是這些東西,無非是位置在搬來搬去而已。

——小棗君斯基

你不信? 我們往下看!

在1G和2G時代,BBU,RRU和供電單元等設備是打包塞在一個柜子里的。

BBU+RRU+配套設備

到了3G時代,要開始搬啦!

怎麼搬呢?通信磚家們把RRU和BBU先給拆了。

RRU和BBU,拆!

RRU給搬到了天線的身邊(所謂的「RRU拉遠」)。

天線+RRU

這樣,我們的RAN就變成了D-RAN,也就是Distributed RAN(分散式無線接入網)。

這樣做有什麼好處呢?

一方面,大大縮短了RRU和天線之間的饋線的長度,可以減少信號損耗。另一方面,讓網路規劃更加靈活,畢竟RRU加天線比較小,想怎麼放,就怎麼放。

說到這裡,小編要插幾句題外話。

其實,通信網路的演進,無法就是兩個目的,一是為了性能,二是為了成本。有時候成本比性能更加重要,如果你一項技術花錢很多,帶來的回報少於付出,這樣的技術也很難有什麼前途。

RAN的演進,一定程度上就是成本壓力帶來的結果。

D-RAN之後,C-RAN就是被「逼」出來的。

為啥叫C-RAN,不叫E-RAN,F-RAN?

C-RAN,意思是Centralized RAN集中化無線接入網。而且這個C,還代表了好多個C。

相比於D-RAN,C-RAN做得更絕。除了RRU拉遠之外,它把BBU全部都關起來了。關在哪了?中心機房(CO,Central Office)。

這一大堆BBU,就變成一個BBU基帶池。

C-RAN這樣做的好處是什麼呢?

首當其衝就是省錢! 不是一般的小錢,那是好大一筆錢!

你知道移動通信網中,基站的能耗佔比大約多少嗎?

72%

你知道移動通信網中,空調的能耗佔比大約多少嗎?

46%

不僅是移動通信網路,IT計算網路裡面,也是一樣的,大量的能耗都是用在散熱上。這就是為什麼IDC(數據中心)都要建在北方,建在西部地區,因為天氣冷,而且用電便宜。這也是為什麼各大廠家都在用水冷技術。

浸沒液冷伺服器

採用C-RAN之後,通過集中化的方式可以極大減少基站機房數量,減少配套設備(特別是空調)的能耗。

若干小機房,都進了大機房

機房少了,租金就少了,維護費用也少了,人工費用也跟著減少了。這筆開支節省,對飽受經營壓力之苦的運營商來說,簡直是久旱逢甘霖。

另外,拉遠之後的RRU搭配天線,可以安裝在離用戶更近距離的位置。距離近了,發射功率就可以不用那麼高了。低的發射功率意味著用戶終端電池壽命的延長無線接入網路功耗的降低。說白了,你手機會更省電,待機時間會更長,運營商那邊也更省電、省錢!

BBU雖然被關起來了,但是小日子過得也是不錯的。

幸福的BBU

大家不要小看這個BBU基帶池喲!池化之後,它們更強大了,可以統一管理和調度,資源調配更加靈活!

C-RAN下,基站實際上是「不見了」,所有的實體基站變成了虛擬基站。

所有的虛擬基站在BBU基帶池中共享用戶的數據收發、信道質量等信息。強化的協作關係,使得聯合調度得以實現。小區之間的干擾,就變成了小區之間的協作(CoMP),大幅提高頻譜使用效率,也提升了用戶感知。

多點協作傳輸(CoMP,Coordinated Multiple Points Transmission/Reception)是指地理位置上分離的多個傳輸點,協同參與為一個終端的數據(PDSCH)傳輸或者聯合接收一個終端發送的數據(PUSCH)。

然後,BBU基帶池既然都在CO(中心機房),那麼,就可以想怎麼折騰就怎麼折騰啦!

不管三七二十八,先「虛」了唄!

虛擬化,就是網元功能虛擬化(NFV)。簡單來說,以前BBU是專門的硬體設備,非常昂貴,現在,找個x86伺服器,裝個虛擬機(VM,Virtual Machines),運行具備BBU功能的軟體,然後就能當BBU用啦!

這下子又省了好多錢! (設備商們哭了。。。賣專用硬體賺錢的路子,算是徹底斷了。。。)

不管怎麼說,移動運營商們爽翻了。省錢就是賺錢,那都是白花花的銀子呀!

猜猜C-RAN是誰提出來的? 不是設備商,是中國移動。。。推動C-RAN最玩命的,也是中國移動。。。作為世界上最大的運營商,世界上基站最多的運營商,中國移動簡直是用生命在推C-RAN。

現在你明白C-RAN帶來了什麼吧? 而且,C-RAN在不斷進化成新的概念,就是Cloud RAN(雲化無線接入網)。隨著5G的研究不斷深入,網路的雲化已經是大家普遍的共識。以前都以為只有核心網能雲化,其實,基站也完全可以雲化的!

好了,今天就先說到這裡哈!

下一期,我再和大家說說,5G時代的核心網,到底會是什麼樣!

(完)

(延伸閱讀)關於5G,大家可以看看小棗君的這篇科普:

截止目前最通俗易懂的5G科普文

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