5G的回传带宽该怎么算?
蜉蝣采采| 无线深海| 2020-11-20
【流媒体网】摘要:5G站到底需要多大回传带宽?

  我们通过无线网络上网时,手机发出的信号需要穿越基站,承载网,到达核心网,与此同时,核心网发出的数据也需要穿越承载网跟基站,才能到达手机,从而完成生命的大和谐。那么,从服务于多个用户的基站到核心网之间,到底需要多大的带宽呢?这就涉及到回传带宽的估算问题。其实原本回传带宽的算法并不区分4G和5G,但考虑到5G的架构还包括前传和中传,因此在第一部分先做个总体介绍。

  1、什么是回传?话说5G的网络架构,最广为流传的,莫过于下图中的AAU,DU,CU加核心网的标准结构了。

图片来自公众号“鲜枣课堂”

  AAU:Active Antenna Unit,有源天线单元,是RRU跟天线的合体;

  DU:Distributed Unit,分布式单元,原4G的BBU拆分出需要实时处理的部分,一般随AAU一起在站点部署;

  CU:Centralized Unit,集中式单元,原4G的BBU拆分出非实时处理的部分,一般认为应该集中式部署,可管理多个DU;虽说架构如此,在实际的5G网络部署中,暂时没有强烈的网元拆分的动力,DU和CU基本都是合一部署的。这种情况下,DU加CU还是叫做BBU。由于CU和DU合一部署为BBU,它们之间的传输就成为了内部接口。因此大家最关注的,还是BBU与核心网之间的传输:回传

  实现回传网络相关的技术都已经非常成熟了。在一般的网络规划中,无线侧必须要传递给承载一个关键数据:5G站到底需要多大回传带宽?

  2、回传带宽怎么算?

  假设采用5ms单周期,100M带宽的小区理论峰值速率可达7.2Gbps,一个站一般有3个小区。是否应该给承载网传递如下信息:一个5G基站需要至少21.6Gbps的带宽?

  当然,如果按照这个值来建网的话,网络运转肯定是没问题的,但想想还是有些浪费:一个基站下的小区在每时每刻都能达到峰值吗?除了净荷之外,还有各种包头,操作维护的开销都考虑到了吗?

  其实,在真实网络中,基站覆盖一片区域,用户有的近有的远,信号有的好有的坏,也并非所有用户都在铆足了劲下载,多数还是聊微信刷微博,所以达到小区峰值速率是不可能的,最终下来就是一个平均速率。

  关于这个小区平均速率,需要通过仿真得出平均频谱效率,再乘以实际的小区带宽,就可以得出小区的平均速率。

  比方说,如果我们取5G的平均频谱效率为10比特每秒每赫兹,在100M带宽下,一个小区的平均速率就是1Gbps。综上,平均速率再加上10%的开销,一个三小区站点需要的平均回传带宽为3.3Gbps。虽说平均速率一般可保证站点运行无虞,但保不齐可能在某个时刻爆发,从而突破这个平均值。因此我们也还是需要考虑下峰值的。

  因此,业界一般把(1x小区峰值 + 2x小区均值)x110%作为整个站点的峰值。俗称“一峰加两均”,其中的110%就是考虑了10%的开销。因此,一个三扇区的100M带宽5G站点,所需的峰值回传带宽为(1x7.2Gbps + 2x1Gbps)x110% = 10.12Gbps。在实际部署时,站点的回传带宽在必须要大于均值,按照峰值来设计峰值当然最好。

  3、C-RAN情况下呢?按理说这个问题到此就该结束了,但由于5G网络架构的多样性及演进的考虑,一种叫做C-RAN的架构经常可以见到。

  其实C-RAN的全称是Centralized RAN,也就是BBU的集中式部署(因此也叫做BBU Pool),虽然这个缩写也可被解读为Cloud RAN,但目前距离无线网络的云化尚有较远的路要走,我们还是按照BBU集中来假设。在这种情况下,这些集中起来部署的BBU,到底需要多少带宽的回传资源呢?把各个BBU的带宽加起来就行了!跟前面的思路类似,可以每4个BBU作为一个组,其中1个BBU的回传按照峰值算,另外3个BBU的回传按照均值算。一个C-RAN站点需要的回传带宽,把多个这样的组加起来就可以了。如此一来,平均下来每个BBU能分到的带宽稍多于其平均带宽。如果有的站点话务突发怎么办?因为所有BBU是共享总的传输带宽的,话务有的高有的低,总体还是趋向于平均值。综上,建网是要考虑成本和收益的,回传带宽,够用就行。


责任编辑:侯亚丽

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