Современная электроника №6/2021

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 10 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2021 данию сообщества промышленных, а также исследовательских участников для разработки программного обеспе- чения с открытым исходным кодом и аппаратного обеспечения для базовых сетей (EPC), сетей доступа и пользова- тельского оборудования (EUTRAN) в сотовых сетях 3GPP. Среди участни- ков – Orange, Qualcomm, Fujitsu и Nokia. Проект Telecom Infra (TIP) [4] объединя- ет операторов, поставщиков, разработ- чиков, интеграторов и стартапов. Цель проекта – стимулирование разработ- ки открытых компонентов следующе- го поколения. Подход TIP основан на разделении аппаратных и программ- ных компонентов сетевой архитектуры с целью создания простых, эффектив- ных и гибких технологий. 3GPP – орга- низация, которой поручено разрабо- тать спецификации для 5G, включила в документ (ссылка 38.801) формаль- ные спецификации расщепления функ- циональности. Распределённые RAN как основа бизнес-модели Neutral Host В связи с уплотнениемсетей, обуслов- ливающим необходимость значитель- ного роста числа точек радиодоступа, централизованные архитектуры RAN (C-RAN) стали эффективнымсредством минимизацииинфраструктурысотовой сети, снижения капитальныхиопераци- онных затрат за счёт совместногофинан- сирования затрат на резервное питание, а также на охлаждение и отопление. Традиционный беспроводной сото- вый узел (см. рис. 3) содержал как радиочастотный (RF), так и функци- ональный блоки базовой станции (BBU), осуществляющие всю обработ- ку сигнала. В архитектуре C-RAN (см. рис. 4) основная часть обработки сиг- нала происходит в разделяемом кон- троллере. В то же время точки радио- доступа распределены по всему зданию или области, где требуется покрытие. Помимо снижения финансовых и опе- рационных затрат, централизованная обработка обеспечивает распределение нагрузки и нейтрализацию взаимного влияния точек, что повышает произ- водительность сети. Упрощённая кон- фигурация RRH также облегчает уста- новку в зданиях, на элементах уличной инфраструктуры или в других местах с ограниченным пространством. Реше- ния на базе C-RAN идеально подхо- дят для развёртывания Neutral Host, поскольку они поддерживают требо- вания к функциональному предостав- лению услуг, как описано ранее, а также приносят экономические выгоды бла- годаря открытости решения. В первоначальных развёртываниях C-RAN почти вся функциональность была сосредоточена в базовых стан- циях, оставляя для RRH только радио- частотнуюфункциональность. Эта кон- фигурация обеспечивает максимальную координациюмежду базовыми станци- ями и предъявляет значительные тре- бования к пропускной способности, а также к задержкам в транзитной сети, связывающей различные точки RRH с базовыми станциями (контроллерами). Не обрабатывающиеся в RRH отправ- ляемые и принимаемые данные долж- ныпередаваться между двумя блоками. Синхронизация ограничений по вре- мени требует низких уровней задерж- ки. Требование может быть смягчено путём перемещения некоторой функ- циональности из базовой станции в RRH, что ослабит требования к задерж- кам в транзитной сети и обеспечит ком- промисс с точки зрения межсистемной координации базовых станций. Признавая, что существует несколько вариантов разделения функционально- сти между базовыми станциями и RRH, различные отраслевые органы, такие как 3GPP и IEEE, внесли вклад в опре- деление интерфейса транзитной сети (Fronthaul) следующего поколения (NGFI), который включает специфи- кации для таких разделений функци- ональности. 3GPP стандартизировала восемь функциональных вариантов разделения (включая подварианты – 13), определяющих различные степе- ни централизации (см. рис. 5). По мере того как в RRH будет размещаться боль- ше функциональных возможностей (от варианта 7 до варианта 1), требования к пропускной способности, задержке и джиттеру сети Fronthaul будут ослабле- ны. Однако достигнуто это будет ценой потери некоторых централизованных возможностей, таких как распределе- ние нагрузки и управление взаимны- ми помехами узлов. Очевидно, что универсального реше- ния не существует, поскольку различ- ные варианты будут подходить лучше для разных приложений, а оператора- ми и поставщиками, вероятно, будет поддерживаться только подмножество решений. Чтобы обеспечить масштаби- руемость и открытость RAN, отраслевые альянсы пытаются добиться консенсу- са относительно того, какие варианты будут развёрнуты. Например, 3GPP под- готовила рекомендацию, основанную на варианте 2 для высокоцентрализо- ванных приложений, таких как фикси- рованный беспроводной доступ (FWA), где координация сотовой связи не нуж- на, а требования к задержке и пропуск- ной способности относительно невы- соки. В то же время она работает над двумя разделениями функционально- сти нижнего уровня (вариантами 6 и 7), которые имеют три подварианта – 7.1, 7.2 и 7.3 – для более централизован- ных приложений. Наряду с функциональными разделе- ниями различные отраслевые органы также пытаются добиться единообразия и открытости в отношении Fronthaul, обеспечивающей физическую связь между различными распределёнными элементами. Первоначальная центра- лизованная конфигурация C-RAN для связи между базовой станцией и RRH использовала протокол CPRI. Одна- ко требования к пропускной способ- ности CPRI высоки и не подлежат мас- штабированию, необходимому для поддержки технологииMIMO (Multiple Input Multiple Output), развёртываемой в сетях 5G. Протокол также имеет стро- Пул BBU Рис. 3. Традиционная сотовая ячейка Рис. 4. Конфигурация C-RAN BBU BBU BBU