Wat is het verschil tussen een 5G-basisstation en een 4G-basisstation?
1. RRU en antenne zijn geïntegreerd (reeds gerealiseerd)
5G maakt gebruik van Massive MIMO-technologie (zie 5G Basiscursus voor Drukke Mensen (6) - Massive MIMO: De Echte Grote Dooddoener van 5G en 5G Basiscursus voor Drukke Mensen (8) - NSA of SA? Dit is een vraag die het overwegen waard is), de gebruikte antenne heeft tot wel 64 ingebouwde onafhankelijke zendontvangers.
Omdat het in de praktijk onmogelijk is om 64 voedingskabels onder een antenne te plaatsen en deze aan een mast te bevestigen, hebben fabrikanten van 5G-apparatuur de RRU en de antenne gecombineerd in één apparaat: de AAU (Active Antenna Unit).
Zoals je aan de naam kunt zien, staat de eerste A in AAU voor RRU (RRU is actief en heeft een voeding nodig om te werken, terwijl de antenne passief is en zonder voeding kan worden gebruikt), en de laatste AU staat voor antenne.
De AAU ziet er qua uiterlijk precies hetzelfde uit als een traditionele antenne. In het midden van de bovenstaande afbeelding is de 5G AAU te zien, en links en rechts daarvan zijn traditionele 4G-antennes. Als je de AAU echter demonteert:
Je kunt de dicht opeengepakte, onafhankelijke zend- en ontvangsteenheden binnenin zien, in totaal 64 stuks.
De optische vezeltransmissietechnologie tussen BBU en RRU (AAU) is verbeterd (reeds gerealiseerd).
In 4G-netwerken moeten BBU en RRU via glasvezel met elkaar verbonden zijn, en de radiofrequentiesignaaloverdrachtsstandaard in glasvezel wordt CPRI (Common Public Radio Interface) genoemd.
In 4G verzendt CPRI gebruikersgegevens tussen BBU en RRU, en daar is niets mis mee. In 5G kan de capaciteit van een enkele 5G-cel echter, dankzij technologieën zoals Massive MIMO, meer dan tien keer zo groot zijn als die van een 4G-cel, vergelijkbaar met die van een BBU en AAU. De datasnelheid tussen de cellen moet daarom meer dan tien keer zo hoog zijn als in 4G.
Als je de traditionele CPRI-technologie blijft gebruiken, neemt de bandbreedte van de glasvezel en de optische module toe met een factor N, en stijgt de prijs van de glasvezel en de optische module ook vele malen. Om kosten te besparen, hebben leveranciers van communicatieapparatuur het CPRI-protocol daarom geüpgraded naar eCPRI. Deze upgrade is vrij eenvoudig. In feite wordt het CPRI-transmissieknooppunt verplaatst van de oorspronkelijke fysieke laag en radiofrequentie naar de fysieke laag, en de traditionele fysieke laag wordt opgesplitst in een fysieke laag op hoog niveau en een fysieke laag op laag niveau.
3. Splitsing van BBU: scheiding van CU en DU (dit zal voorlopig nog niet mogelijk zijn)
In het 4G-tijdperk heeft de basisstation-BBU zowel besturingsvlakfuncties (voornamelijk op de hoofdprintplaat) als gebruikersvlakfuncties (hoofdprintplaat en basisbandprintplaat). Daar zit een probleem in:
Elk basisstation regelt zijn eigen gegevensoverdracht en voert zijn eigen algoritmen uit. Er is in principe geen coördinatie tussen de basisstations. Als de besturingsfunctie, oftewel de 'hersenen', eruit gehaald zou kunnen worden, zouden meerdere basisstations tegelijkertijd aangestuurd kunnen worden om gecoördineerde transmissie en samenwerking te realiseren. Zou de efficiëntie van de gegevensoverdracht dan niet veel hoger zijn?
In het 5G-netwerk willen we de bovenstaande doelen bereiken door de BBU (Base Station Unit) op te splitsen. De centrale besturingsfunctie wordt dan de CU (Centralized Unit), terwijl het basisstation met de gescheiden besturingsfunctie zich alleen nog bezighoudt met dataverwerking en -transmissie. Deze functie wordt dan de DU (Distributed Unit). Het 5G-basisstationsysteem ziet er dan als volgt uit:
In de architectuur waarbij de CU en DU gescheiden zijn, is het transmissienetwerk dienovereenkomstig aangepast. Het fronthaul-gedeelte is verplaatst tussen de DU en de AAU, en er is een midhaul-netwerk toegevoegd tussen de CU en de DU.
Het ideaal is echter zeer ambitieus, terwijl de realiteit zeer beperkt is. De scheiding van CU en DU hangt af van factoren zoals de ondersteuning van de industriële keten, de herinrichting van de computerruimte, de aanschaf door operators, enzovoort. Dit zal nog wel even duren. De huidige 5G BBU is nog steeds zo opgebouwd en heeft niets te maken met de 4G BBU.
Geplaatst op: 1 april 2021