中興通訊股份有限公司 | 安小龍中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司陜西省分公司運行維護部 | 謝尚濤

云時代與基站的碰撞

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普通基站是在基站中處理信號進行計算，而云基站則是將信號全部傳輸?shù)皆朴嬎阒行?，統(tǒng)一進行計算處理，這樣可以節(jié)省各地分基站的能耗和費用，同時又可以最大化利用計算能力。

隨著網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，通信技術(shù)正在加快與IT技術(shù)的融合，在這個趨勢下，越來越多的創(chuàng)新技術(shù)開始涌現(xiàn)。當云計算與移動基站碰撞到一起時，誕生了一個全新的事物——云基站。

與傳統(tǒng)基站相比，云基站最大的特點就是“云”。普通基站是在基站中處理信號進行計算，而云基站則是將信號全部傳輸?shù)皆朴嬎阒行?，統(tǒng)一進行計算處理，這樣可以節(jié)省各地分基站的能耗和費用，同時又可以最大化利用計算能力。雖然云基站還是一個全新的理念，關(guān)于云基站的定義還沒有統(tǒng)一的定論，但是業(yè)界對此的探索卻已經(jīng)展開。那么，基站如何引入云計算技術(shù)，“云”的基站又將會給我們帶來什么？

引入云基站的原因

隨著3G業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，運營商不得不面對數(shù)據(jù)流量的爆炸式增長，基站容量不夠的問題逐漸凸出，為了緩解流量激增給網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)帶來的挑戰(zhàn)，很多運營商不得不選擇網(wǎng)絡(luò)擴容，需要增加新的基站以提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量。但是網(wǎng)絡(luò)擴容并不是一種真正可持續(xù)的有效方法。一方面，網(wǎng)絡(luò)擴容就意味著成本的大量增加，在數(shù)據(jù)流量增量而不增收的情況下，這無疑將有礙于運營商的運營；另一方面，網(wǎng)絡(luò)擴容所帶來的基站數(shù)量的增加，不僅將增加網(wǎng)絡(luò)干擾，影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，同時運營商的網(wǎng)絡(luò)維護成本也將持續(xù)上升，而新建基站的站址成本支出更是不容小覷，另外先前已建的基站的數(shù)量非常龐大，如果想要在這個基礎(chǔ)上為3G以及4G網(wǎng)絡(luò)開發(fā)出更多的站址資源，難度是可想而知的。那么，如何能夠盡量減少新站址的使用就成為需要重點考慮的問題。

傳統(tǒng)建站模式還涉及機房、鐵塔建設(shè)周期長等問題，并且在建設(shè)過程中，目標大于受阻，導致部分已施工的投資無法收回。一直以來，基站都是通信網(wǎng)絡(luò)中的耗能大頭，要想實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能降耗，就不能不考慮基站的節(jié)能減排。因此，運營商需要突破傳統(tǒng)建站模式，尋求一種投資少、建設(shè)快、易運營的新建站模式，給業(yè)務(wù)發(fā)展提供有力支撐，提升用戶滿意度。

云基站的出現(xiàn)，標志著通信基站技術(shù)正在走向一個全新的云時代。融入了云理念的云基站，不僅能夠大幅提升資源利用率，增強系統(tǒng)的處理能力，而且還能幫助運營商實現(xiàn)降低成本和節(jié)能減排等多種效益，更好地應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)演進和業(yè)務(wù)發(fā)展所帶來的挑戰(zhàn)。

圖 C-RAN云基站架構(gòu)示意圖

云基站技術(shù)構(gòu)想

隨著分布式基站系統(tǒng)RRU（射頻單元）+BBU（基帶單元）解決方案的廣泛應(yīng)用，基帶池、云基站應(yīng)用技術(shù)的興起，使低成本快速建站成為可能。中國移動提出的新一代無線接入網(wǎng)架構(gòu)（C-RAN），C-R A N是基于集中化處理（Centralized Processing）、協(xié)作式無線電（Collaborative Radio）和實時云計算構(gòu)架（Real-time Cloud Infrastructure）的綠色無線接入網(wǎng)構(gòu)架（Clean system），根據(jù)C-RAN的構(gòu)想，將在實現(xiàn)基站基帶處理單元集中射頻拉遠的基礎(chǔ)上，引入云計算技術(shù)，構(gòu)建一個易于擴展和聯(lián)網(wǎng)的云計算處理平臺，從而實現(xiàn)資源的虛擬化和超強的動態(tài)分配能力。C-RAN架構(gòu)就是將通信基站的基帶處理單元BBU與射頻單元RRU分開部署，通過將多個BBU集中組合可形成基帶池，基帶池之間還可以通過光纖連接組成一個云基站基帶處理群，并利用自動計算，選出一個負荷繁忙的基站，將基帶部分的處理通過物理連接直傳到負荷較小的基站處理，并通過這個基站的傳輸路由與核心側(cè)進行數(shù)據(jù)交換，共同分擔、均衡云基站處理能力。

可將若干個BBU集中到一個中心機房，實現(xiàn)資源的共享和設(shè)備的集中維護，射頻單元RRU則以多種靈活方式部署在各個站點，通過光纖資源鏈接到BBU，實現(xiàn)資源的虛擬化和超強的動態(tài)分配，RRU可以直接在抱桿上面安裝，不僅能夠減少基站數(shù)量，甚至有可能實現(xiàn)“零”機房。機房數(shù)量的減少不僅能夠使得站址匱乏的難題迎刃而解，并且還能夠有效降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本，一方面，機房數(shù)量的減少能夠直接減少運營商機房的租賃費用；另一方面，機房數(shù)量的減少也能在很大程度上幫助運營商實現(xiàn)節(jié)能減排減少能耗。目前，通信網(wǎng)絡(luò)60%以上的電能消耗來自于機房，如果機房數(shù)量的增長能夠得到控制，那么，運營商的節(jié)能減排也就更容易實現(xiàn)。

云基站采用協(xié)作化、虛擬化技術(shù)，實現(xiàn)資源共享和動態(tài)調(diào)度，提高頻譜效率，以達到低成本、高帶寬和靈活運營。正是因為其所具備的諸多優(yōu)勢，云基站已經(jīng)成為運營商以及設(shè)備商的推進重點。與此同時，業(yè)界部分主流廠商也在配合運營商進行相關(guān)的研發(fā)和測試，有的廠商已經(jīng)推出比較成熟的云基站解決方案。

云基站面臨的挑戰(zhàn)

目前，云基站還是一個年輕事物，不僅業(yè)界就云基站的概念沒有統(tǒng)一的定論，而且云基站的技術(shù)也還不夠成熟，面臨很多挑戰(zhàn)。

首先，在云基站的構(gòu)架下，為了能夠保證移動通信網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，基帶池和遠端的無線射頻單元之間的無線信號傳輸必須滿足高帶寬、低延時等要求，同時，由于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本的考慮，這一無線信號光傳輸網(wǎng)絡(luò)還必須具有低成本的特性。

其次，云基站最為突出的優(yōu)勢就是能夠?qū)崿F(xiàn)資源的共享和動態(tài)分配，而要實現(xiàn)這些的前提就是需要將大量的無線信號連接到中央處理平臺集中處理，這就要求平臺是個大容量平臺，同時，還對如何實現(xiàn)這一處理平臺的有效控制和實時管理提出了挑戰(zhàn)。

再次，虛擬化是云計算中的重要技術(shù)，在云基站架構(gòu)中，如何利用虛擬化技術(shù)實現(xiàn)資源的有效利用和分配，是非常關(guān)鍵并且有待探索的。

雖然云基站理念的出現(xiàn)標志著通信基站技術(shù)正在走向全新的云時代，為我們描繪了下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)的美好未來，但是，從目前已經(jīng)推出的云基站產(chǎn)品以及解決方案上看，云基站仍然處在發(fā)展的初級階段，還有更多的未知需要運營商、設(shè)備商乃至整個業(yè)界去發(fā)掘和探索。在這個創(chuàng)新的理念下，我們已經(jīng)能夠看到未來移動通信產(chǎn)品的發(fā)展方向，相信在云技術(shù)的支撐下，通信資源將像水和電一樣，成為我們自由取用的社會基礎(chǔ)設(shè)施。