5G的回傳帶寬該怎么算?

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我們通過無線網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)時(shí),手機(jī)發(fā)出的信號(hào)需要穿越基站,承載網(wǎng),到達(dá)核心網(wǎng),與此同時(shí),核心網(wǎng)發(fā)出的數(shù)據(jù)也需要穿越承載網(wǎng)跟基站,才能到達(dá)手機(jī),從而完成生命的大和諧。

我們通過無線網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)時(shí),手機(jī)發(fā)出的信號(hào)需要穿越基站,承載網(wǎng),到達(dá)核心網(wǎng),與此同時(shí),核心網(wǎng)發(fā)出的數(shù)據(jù)也需要穿越承載網(wǎng)跟基站,才能到達(dá)手機(jī),從而完成生命的大和諧。

那么,從服務(wù)于多個(gè)用戶的基站到核心網(wǎng)之間,到底需要多大的帶寬呢?這就涉及到回傳帶寬的估算問題。

其實(shí)原本回傳帶寬的算法并不區(qū)分4G和5G,但考慮到5G的架構(gòu)還包括前傳和中傳,因此在第一部分先做個(gè)總體介紹。

1、什么是回傳?

話說5G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),最廣為流傳的,莫過于下圖中的AAU,DU,CU加核心網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)了。

1.png

圖片來自公眾號(hào)“鮮棗課堂”

AAU:Active Antenna Unit,有源天線單元,是RRU跟天線的合體;

DU:Distributed Unit,分布式單元,原4G的BBU拆分出需要實(shí)時(shí)處理的部分,一般隨AAU一起在站點(diǎn)部署;

CU:Centralized Unit,集中式單元,原4G的BBU拆分出非實(shí)時(shí)處理的部分,一般認(rèn)為應(yīng)該集中式部署,可管理多個(gè)DU;

雖說架構(gòu)如此,在實(shí)際的5G網(wǎng)絡(luò)部署中,暫時(shí)沒有強(qiáng)烈的網(wǎng)元拆分的動(dòng)力,DU和CU基本都是合一部署的。這種情況下,DU加CU還是叫做BBU。

由于CU和DU合一部署為BBU,它們之間的傳輸就成為了內(nèi)部接口。因此大家最關(guān)注的,還是BBU與核心網(wǎng)之間的傳輸:回傳。

實(shí)現(xiàn)回傳網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的技術(shù)都已經(jīng)非常成熟了。在一般的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中,無線側(cè)必須要傳遞給承載一個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù):

5G站到底需要多大回傳帶寬?

2、回傳帶寬怎么算?

假設(shè)采用5ms單周期,100M帶寬的小區(qū)理論峰值速率可達(dá)7.2Gbps,一個(gè)站一般有3個(gè)小區(qū)。是否應(yīng)該給承載網(wǎng)傳遞如下信息:一個(gè)5G基站需要至少21.6Gbps的帶寬?

當(dāng)然,如果按照這個(gè)值來建網(wǎng)的話,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)轉(zhuǎn)肯定是沒問題的,但想想還是有些浪費(fèi):一個(gè)基站下的小區(qū)在每時(shí)每刻都能達(dá)到峰值嗎?除了凈荷之外,還有各種包頭,操作維護(hù)的開銷都考慮到了嗎?

其實(shí),在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)中,基站覆蓋一片區(qū)域,用戶有的近有的遠(yuǎn),信號(hào)有的好有的壞,也并非所有用戶都在鉚足了勁下載,多數(shù)還是聊微信刷微博,所以達(dá)到小區(qū)峰值速率是不可能的,最終下來就是一個(gè)平均速率。

關(guān)于這個(gè)小區(qū)平均速率,需要通過仿真得出平均頻譜效率,再乘以實(shí)際的小區(qū)帶寬,就可以得出小區(qū)的平均速率。

比方說,如果我們?nèi)?G的平均頻譜效率為10比特每秒每赫茲,在100M帶寬下,一個(gè)小區(qū)的平均速率就是1Gbps。

綜上,平均速率再加上10%的開銷,一個(gè)三小區(qū)站點(diǎn)需要的平均回傳帶寬為3.3Gbps。

雖說平均速率一般可保證站點(diǎn)運(yùn)行無虞,但保不齊可能在某個(gè)時(shí)刻爆發(fā),從而突破這個(gè)平均值。因此我們也還是需要考慮下峰值的。

因此,業(yè)界一般把(1x小區(qū)峰值 + 2x小區(qū)均值)x110%作為整個(gè)站點(diǎn)的峰值。俗稱“一峰加兩均”,其中的110%就是考慮了10%的開銷。

因此,一個(gè)三扇區(qū)的100M帶寬5G站點(diǎn),所需的峰值回傳帶寬為(1x7.2Gbps + 2x1Gbps)x110% = 10.12Gbps。

在實(shí)際部署時(shí),站點(diǎn)的回傳帶寬在必須要大于均值,按照峰值來設(shè)計(jì)峰值當(dāng)然最好。

3、C-RAN情況下呢?

按理說這個(gè)問題到此就該結(jié)束了,但由于5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的多樣性及演進(jìn)的考慮,一種叫做C-RAN的架構(gòu)經(jīng)??梢砸姷?。

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其實(shí)C-RAN的全稱是Centralized RAN,也就是BBU的集中式部署(因此也叫做BBU Pool),雖然這個(gè)縮寫也可被解讀為Cloud RAN,但目前距離無線網(wǎng)絡(luò)的云化尚有較遠(yuǎn)的路要走,我們還是按照BBU集中來假設(shè)。

在這種情況下,這些集中起來部署的BBU,到底需要多少帶寬的回傳資源呢?把各個(gè)BBU的帶寬加起來就行了!

跟前面的思路類似,可以每4個(gè)BBU作為一個(gè)組,其中1個(gè)BBU的回傳按照峰值算,另外3個(gè)BBU的回傳按照均值算。一個(gè)C-RAN站點(diǎn)需要的回傳帶寬,把多個(gè)這樣的組加起來就可以了。

如此一來,平均下來每個(gè)BBU能分到的帶寬稍多于其平均帶寬。如果有的站點(diǎn)話務(wù)突發(fā)怎么辦?因?yàn)樗蠦BU是共享總的傳輸帶寬的,話務(wù)有的高有的低,總體還是趨向于平均值。

綜上,建網(wǎng)是要考慮成本和收益的,回傳帶寬,夠用就行。

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