我們通過無線網(wǎng)絡上網(wǎng)時,手機發(fā)出的信號需要穿越基站,承載網(wǎng),到達核心網(wǎng),與此同時,核心網(wǎng)發(fā)出的數(shù)據(jù)也需要穿越承載網(wǎng)跟基站,才能到達手機,從而完成生命的大和諧。
那么,從服務于多個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的架構還包括前傳和中傳,因此在第一部分先做個總體介紹。
1、什么是回傳?
話說5G的網(wǎng)絡架構,最廣為流傳的,莫過于下圖中的AAU,DU,CU加核心網(wǎng)的標準結構了。
圖片來自公眾號“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拆分出需要實時處理的部分,一般隨AAU一起在站點部署;
CU:Centralized Unit,集中式單元,原4G的BBU拆分出非實時處理的部分,一般認為應該集中式部署,可管理多個DU;
雖說架構如此,在實際的5G網(wǎng)絡部署中,暫時沒有強烈的網(wǎng)元拆分的動力,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部接口。因此大家最關注的,還是BBU與核心網(wǎng)之間的傳輸:回傳。
實現(xiàn)回傳網(wǎng)絡相關的技術都已經(jīng)非常成熟了。在一般的網(wǎng)絡規(guī)劃中,無線側必須要傳遞給承載一個關鍵數(shù)據(jù):
5G站到底需要多大回傳帶寬?
2、回傳帶寬怎么算?
假設采用5ms單周期,100M帶寬的小區(qū)理論峰值速率可達7.2Gbps,一個站一般有3個小區(qū)。是否應該給承載網(wǎng)傳遞如下信息:一個5G基站需要至少21.6Gbps的帶寬?
當然,如果按照這個值來建網(wǎng)的話,網(wǎng)絡運轉肯定是沒問題的,但想想還是有些浪費:一個基站下的小區(qū)在每時每刻都能達到峰值嗎?除了凈荷之外,還有各種包頭,操作維護的開銷都考慮到了嗎?
其實,在真實網(wǎng)絡中,基站覆蓋一片區(qū)域,用戶有的近有的遠,信號有的好有的壞,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,所以達到小區(qū)峰值速率是不可能的,最終下來就是一個平均速率。
關于這個小區(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,如果我們取5G的平均頻譜效率為10比特每秒每赫茲,在100M帶寬下,一個小區(qū)的平均速率就是1Gbps。
綜上,平均速率再加上10%的開銷,一個三小區(qū)站點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運行無虞,但保不齊可能在某個時刻爆發(fā),從而突破這個平均值。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%作為整個站點的峰值。俗稱“一峰加兩均”,其中的110%就是考慮了10%的開銷。
因此,一個三扇區(qū)的100M帶寬5G站點,所需的峰值回傳帶寬為(1x7.2Gbps + 2x1Gbps)x110% = 10.12Gbps。
在實際部署時,站點的回傳帶寬在必須要大于均值,按照峰值來設計峰值當然最好。
3、C-RAN情況下呢?
按理說這個問題到此就該結束了,但由于5G網(wǎng)絡架構的多樣性及演進的考慮,一種叫做C-RAN的架構經(jīng)常可以見到。
其實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),雖然這個縮寫也可被解讀為Cloud RAN,但目前距離無線網(wǎng)絡的云化尚有較遠的路要走,我們還是按照BBU集中來假設。
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BBU的帶寬加起來就行了!
跟前面的思路類似,可以每4個BBU作為一個組,其中1個BBU的回傳按照峰值算,另外3個BBU的回傳按照均值算。一個C-RAN站點需要的回傳帶寬,把多個這樣的組加起來就可以了。
如此一來,平均下來每個BBU能分到的帶寬稍多于其平均帶寬。如果有的站點話務突發(fā)怎么辦?因為所有BBU是共享總的傳輸帶寬的,話務有的高有的低,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。