C-RAN这个概念,由中国移动研究院提出,大约从2010年开始大力推广,在各个设备厂家和运营商中推销这个概念。C-RAN的C包含几重含义:
- Clean, 清洁的,节能的
- Centralized, 集中化的,把很多的基站处理单元集中在一起
- Coordinated (Collaborative), 协作的,可以进行一些联合的处理,例如CoMP技术
- Cloud,基于云计算的,虚拟化的,便于实现资源的动态分配
因此C-RAN这个名字起得很好,是一顶大帽子,把很多热门技术都罩住了,从而成为中国移动的一面大旗,在技术领域增加了中国移动在国际上的影响力。
首先引用一张C-RAN的架构图。这张图不知道是谁画的,很赞,从各个元素的放置到配色都很好,被n多个ppt引用。从这张图中,可以看出在C-RAN架构中,各个远端无线单元(RRU),通过光纤连接到基带处理池(BBU Pool)中。RRU与BBU之间的距离可以达到几公里甚至几十公里。
下面依次聊聊这几个C。
Clean,所有的行业都在讲绿色节能,所以这个概念是无处不在的,贯穿整个解决方案的前后。C-RAN中最能体现节能的地方在于,把基站的基带处理单元集中在一起,可以处理很多个小区的业务量。我们知道每个小区的业务量都是动态变化的,可能白天很多晚上很少,或者白天很少晚上很多。为了在最大业务量的时候能够保障通信畅通,就会按照最大可能的需求给一个小区配备基带处理板BBU的数量。现在我们把N个小区合并在一起处理,那么这个最大业务量就不会是N倍的关系,肯定比N倍要小,因为N个小区同时处于业务量峰值的概率几乎是0.于是我们就节约了基带处理板的数量,从而降低了能耗。
在目前C-RAN的宣传中,讲的最多的其实不是上面的这一点,而是空调节能。过去的基站,往往要在站址处建一个小机房,还要安装空调。在C-RAN架构中,BBU集中放在基带池的机房,RRU那边就不需要机房了,因此节省了空调用电。但是,实际上,由于现在很多新的室外基站产品(RRU+BBU)改进了设计,并不需要空调了,所以我个人认为这并不是一个亮点。
Centralized,集中化。电信网络很喜欢集中化,因为容易管理,维护或者升级只需要跑几个机房就可以了,不必每一个站点都跑一趟。所以在C-RAN中,索性把能集中的功能全集中起来,只留下必不可少的射频模块放在站址上。除了便于运维和前面提到的潮汐效应之外,集中化还有几种好处:移动性管理有可能简化,比如小区切换什么的可能会有更简单的方法;便于实现一些SON(Self-Organized Network)的功能,因为小区之间的信息交互变得非常方便了。
但是集中化最大的挑战就是RRU与BBU之间的接口,数据量太大。LTE系统每一对RRU-BBU之间,就可能需要10Gbps的数据速率。目前来看,除了光纤,没有别的方法能够支持这么高的速率了。好在中国的运营商们都储备了丰富的光纤资源,光纤真是多得用不完。街道像拉链一样,管道想挖开就能挖开,比国外容易多了。我想这也是为什么,中国能首先做C-RAN试验网的原因。
Cooperative,协作。这个C可以把目前做LTE-A标准的人都拉进来了。因为目前3GPP中,R10之后除了CoMP,几乎没有什么其他热点技术可做了。C-RAN,一个多么适合做协同处理的架构啊,BBU都放在一块,想怎么连就怎么连,总线、光纤或者内存共享。做CoMP的同志们就再也不用绞尽脑汁去节省X2接口的开销了,多么happy的一件事。
Cloud,最后一个C又拉进来两拨人,一拨是做云计算的,一拨是搞软件无线电的。因为我们希望基带池中的资源能够根据业务量的变化动态的分配,激活或者关闭,如果用原来的ASIC/FPGA/DSP架构呢,可能不那么方便。而如果使用通用的IT平台,相应的虚拟化技术要成熟得多,所以大家就想,我们干脆用CPU来做基带处理吧。于是Intel/IBM,就开始积极的参与进来,想想看,以后就可以在PC机上开发出基站了,多么激动人心。
这4个C当中,前两个是实际现网部署的人比较关心的,比如总部以及各省公司的网络建设部门,还有各个设备商的产品部门;而后两个是做研发(预研)的人比较关心的,比如各个企业的研究院,标准和预研部门等等。因此,C-RAN这顶帽子各方面的人和项目都装了进来,结合了现网的实际需求和前沿技术研究,不得不说是个好名字、好概念。