W miarę jak świat zmierza w kierunku nowej generacji komunikacji bezprzewodowej – 6G – fundamentalna architektura obecnych sieci 5G, w tym jednostka pasma podstawowego (BBU) i zdalna jednostka radiowa (RRU), jest ponownie oceniana. W sieciach 4G i 5G BBU obsługuje przetwarzanie sygnału pasma podstawowego (takie jak kodowanie, modulacja i dekodowanie), podczas gdy RRU konwertuje te sygnały na sygnały częstotliwości radiowej (RF) do transmisji w powietrzu. Ta podzielona architektura umożliwiła elastyczne wdrażanie, ale w związku z tym, że 6G obiecuje niespotykane dotąd prędkości, bardzo niskie opóźnienia i ogromną łączność, pojawia się pytanie: Czy BBU i RRU znikną w erze 6G?
Rola BBU i RRU w obecnych sieciach
W sieciach 5G BBU jest zwykle zlokalizowane w scentralizowanej lokalizacji (takiej jak stacja bazowa lub centrum danych), wykonując złożone przetwarzanie sygnałów cyfrowych (DSP). RRU, z drugiej strony, jest wdrażane bliżej użytkownika końcowego (często na wieżach komórkowych lub dachach), konwertując sygnały pasma podstawowego na sygnały RF i odwrotnie. Te dwa komponenty są połączone szybkim łączem światłowodowym (znanym jako fronthaul), zapewniając wydajną transmisję sygnału.Ta architektura Rozproszonej Sieci Dostępu Radiowego (D-RAN) lub Scentralizowanej-RAN (C-RAN) była skuteczna dla 4G i 5G, ale wiąże się z wyzwaniami:
•Wysokie opóźnienia w połączeniach fronthaul
•Złożone wdrażanie ze względu na oddzielne jednostki BBU i RRU
•Niska efektywność energetyczna ze względu na zbędny sprzęt
Jak 6G może wyeliminować lub przekształcić BBU/RRU
1. Konwergencja BBU i RRU (Zintegrowane Jednostki Radiowe)
Jednym z najbardziej prawdopodobnych scenariuszy jest połączenie funkcji BBU i RRU w jedną jednostkę. Dzięki postępom w System-on-Chip (SoC) i przetwarzaniu sygnału opartemu na sztucznej inteligencji, przyszłe stacje bazowe 6G mogą integrować przetwarzanie pasma podstawowego i RF w kompaktowym, energooszczędnym urządzeniu. Pozwoliłoby to wyeliminować potrzebę oddzielnych jednostek BBU i RRU, zmniejszając złożoność sprzętu i poprawiając elastyczność wdrażania.Niektóre wczesne prototypy 6G już badają "All-in-One" jednostki radiowe, które łączą przetwarzanie cyfrowe i analogowe, zmniejszając zależność od tradycyjnego podziału BBU-RRU.
2. W pełni rozproszone i zwirtualizowane sieci (Open RAN i O-RAN)
Oczekuje się, że 6G wykorzysta Open RAN (O-RAN) i Wirtualizację Funkcji Sieciowych (NFV), gdzie funkcje sieciowe są zdefiniowane programowo, a nie zależne od sprzętu. Zamiast polegać na dedykowanym sprzęcie BBU i RRU, sieci 6G mogłyby uruchamiać przetwarzanie pasma podstawowego na serwerach ogólnego przeznaczenia lub węzłach przetwarzania brzegowego, podczas gdy funkcje RF są obsługiwane przez radia definiowane programowo (SDR).Oznacza to:
•Funkcje BBU (przetwarzanie pasma podstawowego) mogą być zwirtualizowane i uruchamiane na serwerach w chmurze lub węzłach brzegowych.
•Funkcje RRU (przetwarzanie RF) mogą być osadzone w małych, inteligentnych transceiverach, które komunikują się bezpośrednio z siecią rdzeniową.
W rezultacie tradycyjna stała architektura BBU-RRU może ulec rozwiązaniu, zastąpiona przez bardziej płynny, oparty na oprogramowaniu model.
3. Inteligentne i samooptymalizujące się sieci (AI-Native 6G)
6G będzie AI-native, co oznacza, że funkcje sieciowe będą dynamicznie optymalizowane przez algorytmy uczenia maszynowego. Zamiast polegać na scentralizowanym BBU do zarządzania całym przetwarzaniem sygnału, węzły brzegowe oparte na sztucznej inteligencji mogłyby obsługiwać regulacje w czasie rzeczywistym, czyniąc sztywny podział BBU-RRU zbędnym.
•Optymalizacja formowania wiązki i MIMO mogłaby być wykonywana lokalnie przez inteligentne anteny.
•Dynamiczne udostępnianie spektrum mogłoby być zarządzane bez scentralizowanego BBU.
•Edge AI mogłoby umożliwić podejmowanie decyzji w czasie rzeczywistym, zmniejszając potrzebę stałego BBU.
4. Komunikacja terahertzowa (THz) i bezprzewodowa optyczna
6G może również wprowadzić częstotliwości terahertzowe (THz) i optyczną komunikację bezprzewodową (Li-Fi), które wymagają zupełnie nowych metod przetwarzania sygnału. Tradycyjne BBU i RRU mogą nie być zoptymalizowane pod kątem tych technologii, co prowadzi do nowych typów transceiverów, które nie pasują do starego modelu BBU-RRU.
Wnioski: Czy BBU/RRU znikną całkowicie?
Podczas gdy tradycyjne, samodzielne BBU i RRU mogą nie istnieć w obecnej formie w 6G, ich podstawowe funkcje (przetwarzanie pasma podstawowego i RF) nadal będą niezbędne. Jednak prawdopodobnie będą:
•Wysoce zintegrowane w pojedynczych urządzeniach lub zwirtualizowane w chmurze.
•Zastąpione przez alternatywy definiowane programowo i oparte na sztucznej inteligencji.
•Osadzone w bardziej inteligentnych, bardziej autonomicznych węzłach sieciowych.
Innymi słowy, BBU i RRU, jakie znamy, mogą "zniknąć" jako oddzielne podmioty, ale ich funkcjonalności ewoluują w bardziej zaawansowaną, zdecentralizowaną i inteligentną formę. Przyszłość sieci 6G będzie bardziej elastyczna, energooszczędna i oparta na oprogramowaniu, co sprawia, że tradycyjna architektura BBU-RRU staje się przestarzała – ale ich dziedzictwo będzie żyło w nowych, transformacyjnych sposobach.Zatem, zamiast całkowicie zniknąć, BBU i RRU przekształcą się nie do poznania, stając się integralnymi częściami ekosystemu 6G nowej generacji, opartego na sztucznej inteligencji i w pełni zwirtualizowanego.
W miarę jak świat zmierza w kierunku nowej generacji komunikacji bezprzewodowej – 6G – fundamentalna architektura obecnych sieci 5G, w tym jednostka pasma podstawowego (BBU) i zdalna jednostka radiowa (RRU), jest ponownie oceniana. W sieciach 4G i 5G BBU obsługuje przetwarzanie sygnału pasma podstawowego (takie jak kodowanie, modulacja i dekodowanie), podczas gdy RRU konwertuje te sygnały na sygnały częstotliwości radiowej (RF) do transmisji w powietrzu. Ta podzielona architektura umożliwiła elastyczne wdrażanie, ale w związku z tym, że 6G obiecuje niespotykane dotąd prędkości, bardzo niskie opóźnienia i ogromną łączność, pojawia się pytanie: Czy BBU i RRU znikną w erze 6G?
Rola BBU i RRU w obecnych sieciach
W sieciach 5G BBU jest zwykle zlokalizowane w scentralizowanej lokalizacji (takiej jak stacja bazowa lub centrum danych), wykonując złożone przetwarzanie sygnałów cyfrowych (DSP). RRU, z drugiej strony, jest wdrażane bliżej użytkownika końcowego (często na wieżach komórkowych lub dachach), konwertując sygnały pasma podstawowego na sygnały RF i odwrotnie. Te dwa komponenty są połączone szybkim łączem światłowodowym (znanym jako fronthaul), zapewniając wydajną transmisję sygnału.Ta architektura Rozproszonej Sieci Dostępu Radiowego (D-RAN) lub Scentralizowanej-RAN (C-RAN) była skuteczna dla 4G i 5G, ale wiąże się z wyzwaniami:
•Wysokie opóźnienia w połączeniach fronthaul
•Złożone wdrażanie ze względu na oddzielne jednostki BBU i RRU
•Niska efektywność energetyczna ze względu na zbędny sprzęt
Jak 6G może wyeliminować lub przekształcić BBU/RRU
1. Konwergencja BBU i RRU (Zintegrowane Jednostki Radiowe)
Jednym z najbardziej prawdopodobnych scenariuszy jest połączenie funkcji BBU i RRU w jedną jednostkę. Dzięki postępom w System-on-Chip (SoC) i przetwarzaniu sygnału opartemu na sztucznej inteligencji, przyszłe stacje bazowe 6G mogą integrować przetwarzanie pasma podstawowego i RF w kompaktowym, energooszczędnym urządzeniu. Pozwoliłoby to wyeliminować potrzebę oddzielnych jednostek BBU i RRU, zmniejszając złożoność sprzętu i poprawiając elastyczność wdrażania.Niektóre wczesne prototypy 6G już badają "All-in-One" jednostki radiowe, które łączą przetwarzanie cyfrowe i analogowe, zmniejszając zależność od tradycyjnego podziału BBU-RRU.
2. W pełni rozproszone i zwirtualizowane sieci (Open RAN i O-RAN)
Oczekuje się, że 6G wykorzysta Open RAN (O-RAN) i Wirtualizację Funkcji Sieciowych (NFV), gdzie funkcje sieciowe są zdefiniowane programowo, a nie zależne od sprzętu. Zamiast polegać na dedykowanym sprzęcie BBU i RRU, sieci 6G mogłyby uruchamiać przetwarzanie pasma podstawowego na serwerach ogólnego przeznaczenia lub węzłach przetwarzania brzegowego, podczas gdy funkcje RF są obsługiwane przez radia definiowane programowo (SDR).Oznacza to:
•Funkcje BBU (przetwarzanie pasma podstawowego) mogą być zwirtualizowane i uruchamiane na serwerach w chmurze lub węzłach brzegowych.
•Funkcje RRU (przetwarzanie RF) mogą być osadzone w małych, inteligentnych transceiverach, które komunikują się bezpośrednio z siecią rdzeniową.
W rezultacie tradycyjna stała architektura BBU-RRU może ulec rozwiązaniu, zastąpiona przez bardziej płynny, oparty na oprogramowaniu model.
3. Inteligentne i samooptymalizujące się sieci (AI-Native 6G)
6G będzie AI-native, co oznacza, że funkcje sieciowe będą dynamicznie optymalizowane przez algorytmy uczenia maszynowego. Zamiast polegać na scentralizowanym BBU do zarządzania całym przetwarzaniem sygnału, węzły brzegowe oparte na sztucznej inteligencji mogłyby obsługiwać regulacje w czasie rzeczywistym, czyniąc sztywny podział BBU-RRU zbędnym.
•Optymalizacja formowania wiązki i MIMO mogłaby być wykonywana lokalnie przez inteligentne anteny.
•Dynamiczne udostępnianie spektrum mogłoby być zarządzane bez scentralizowanego BBU.
•Edge AI mogłoby umożliwić podejmowanie decyzji w czasie rzeczywistym, zmniejszając potrzebę stałego BBU.
4. Komunikacja terahertzowa (THz) i bezprzewodowa optyczna
6G może również wprowadzić częstotliwości terahertzowe (THz) i optyczną komunikację bezprzewodową (Li-Fi), które wymagają zupełnie nowych metod przetwarzania sygnału. Tradycyjne BBU i RRU mogą nie być zoptymalizowane pod kątem tych technologii, co prowadzi do nowych typów transceiverów, które nie pasują do starego modelu BBU-RRU.
Wnioski: Czy BBU/RRU znikną całkowicie?
Podczas gdy tradycyjne, samodzielne BBU i RRU mogą nie istnieć w obecnej formie w 6G, ich podstawowe funkcje (przetwarzanie pasma podstawowego i RF) nadal będą niezbędne. Jednak prawdopodobnie będą:
•Wysoce zintegrowane w pojedynczych urządzeniach lub zwirtualizowane w chmurze.
•Zastąpione przez alternatywy definiowane programowo i oparte na sztucznej inteligencji.
•Osadzone w bardziej inteligentnych, bardziej autonomicznych węzłach sieciowych.
Innymi słowy, BBU i RRU, jakie znamy, mogą "zniknąć" jako oddzielne podmioty, ale ich funkcjonalności ewoluują w bardziej zaawansowaną, zdecentralizowaną i inteligentną formę. Przyszłość sieci 6G będzie bardziej elastyczna, energooszczędna i oparta na oprogramowaniu, co sprawia, że tradycyjna architektura BBU-RRU staje się przestarzała – ale ich dziedzictwo będzie żyło w nowych, transformacyjnych sposobach.Zatem, zamiast całkowicie zniknąć, BBU i RRU przekształcą się nie do poznania, stając się integralnymi częściami ekosystemu 6G nowej generacji, opartego na sztucznej inteligencji i w pełni zwirtualizowanego.