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。