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[技术讨论] 为什么5G的CU和DU要分离 [复制链接]

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  新兵

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2015-1-20
发表于 2021-10-4 19:01:21 |显示全部楼层
CU和DU的切分可以带来几大好处。

1.实现基带资源的共享

由于各个基站的忙闲时候不一样,传统的做法是给每个站都配置为最大容量,而这个最大容量在大多数时候是达不到的。比如学校的教学楼在白天话务量很高,而到了晚上就会很空闲,而学生宿舍的情况则正好相反,而这两个地方的基站却要按最大容量设计,造成很大的资源浪费。

如果教学楼的和宿舍的基站能够统一管理,把DU集中部署,并由CU统一调度,就能够节省一半的基带资源。

可以看出,这种方式和之前提出的C-RAN架构非常相似,而C-RAN架构由于对于光纤资源的要求过高而难以普及。在5G,虽然DU可能由于同样的原因难以集中部署,但CU也是基站的一部分,其本身的集中管理也能带来资源的共享,算是5G时代对于C-RAN架构的一种折中的实现方式。

2.有利于实现无线接入的切片和云化

网络切片作为5G的目标,能更好地适配eMBB,mMTC和uRLLC这三大场景对网络能力的不同要求。

切片实现的基础是虚拟化,但是在现阶段,对于5G的实时处理部分,通用服务器的效率还太低,无法满足业务需求,因此还需要采用专用硬件,而专用硬件又难以实现虚拟化。

这样一来,就只好把需要用专用硬件的部分剥离出来成为AAU和CU,剩下非实时部分组成CU,运行在通用服务器上,再经过虚拟化技术,就可以支持网络切片和云化了。

因此,CU加上边缘计算及部分核心网用户面功能的下沉,就被称为“接入云引擎”。

3. 满足5G复杂组网情况下的站点协同问题

5G和传统的2G/3G/4G网络不同的是高频毫米波的引入。

由于毫米波的频段高,覆盖范围小,站点数量将会非常多,会和低频站点形成一个高低频交叠的复杂网络。

要在这样的网络中获取更大的性能增益,就必须有一个强大的中心节点来进行话务聚合和干扰管理协同。

毫无悬念,这样的中心节点就是CU。

但是,在DU和CU的拆分在带来诸多的好处的同时,也会带来一些不利影响。

首当其冲的就是时延的增加,网元的增加会带来相应的处理时延,再加上增加的的传输接口带来的时延,增加的虽然不算太多,但也足以对超低时延业务带来很大的影响。

其次是网络复杂度的提高。5G不同业务对实时性要求的不同,eMBB对时延不是特别敏感,看高清视频只要流畅不卡顿,延迟多几个毫秒是完全感受不到的;mMTC对时延的要求就更宽松了,智能水表上报读数,有个好几秒的延迟都可以接受;而uRLLC就不同了,对于关键业务,如自动驾驶,可能就是“延迟一毫秒,亲人两行泪”。

因此对于eMBB和mMTC业务可以把CU和DU分开来在不同的地方部署,而要支持uRLLC,就必须要CU和DU合设了。这样一来,不同业务的CU位置不同,大大增加了网络本身的复杂度,管理的复杂度也就蹭蹭上去了。

所以说,CU和DU虽然可以在逻辑上分离,但物理上是不是要分开部署,还要看具体业务的需求才行。对于5G的终极网络,CU和DU必然是合设与分离这两种架构共存的。

03



现在开始部署的5G基站都是基于CU和DU分离架构的吗?

2019年是5G元年,首先商用的功能是能支持超高下载速率的eMBB业务,具备CU和DU分开部署的条件。那么是否要这么做呢?

首先,最早部署的5G站点都采用低频来覆盖,国际上采用3.5GHz的居多。这个频段的覆盖能力和4G主流频段相当,因此5G大概率是和4G共用机房和铁塔的,这样的成本也最低。

在5G和4G共站址的情况下,只需要对原先机房内部的传输,电源,电池,空调等配套设备升级之后,再把5G基站(CU和DU一体)放进去就可以快速开通5G了,而搞CU和DU分离,还需要专门为CU去建设新的数据中心,成本太大。

因此,5G初期只会进行CU和DU的逻辑划分,实际还都是运行在同一个基站上的,后续随着5G的发展和新业务的拓展,才会逐步进行CU和DU的物理分离。

这一切变化,都正在悄无声息地发生,普通用户只会看到手机上亮起的5G Logo,难以觉察到这背后的汗水。为了5G的梦想,基站君就是这样在默默地酝酿着自身的变革,润物细无声。


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  列兵

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2013-3-22
发表于 2021-10-5 10:39:24 |显示全部楼层
学习了,正好最近在忙5G建设,知识更新太快了,必须不停的学才行~

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  三级军士长

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2019-11-5
发表于 2021-10-8 08:44:46 |显示全部楼层
5G初期只会进行CU和DU的逻辑划分,实际还都是运行在同一个基站上的,后续随着5G的发展和新业务的拓展,才会逐步进行CU和DU的物理分离--- 现在就是物理上同一站点。

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  少校

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2008-10-23
发表于 2021-10-8 12:03:50 |显示全部楼层
本帖最后由 wqfreebird 于 2021-10-8 12:05 编辑

楼主写的不错,我针对性的发表一些自己的观点:
1.实现基带资源的共享
我认为楼主有些场景误导了CU/DU分离的价值,还是DU集中(也就是BBU资源池)的价值。例如“如果教学楼的和宿舍的基站能够统一管理,把DU集中部署,并由CU统一调度,就能够节省一半的基带资源。”,这个案例和CU/DU分离没有什么关系,主要是DU做基带资源池的好处。
因为基带资源池的实现难度和代价都比较大,因此CU/DU分离的架构只是有利于CU功能拿出来做资源池。这是这个分离架构带来的额外好处。
2.有利于实现无线接入的切片和云化
接入网难以做切片和云化,因此CU/DU分离架构的好处在于能够把CU功能拿出来做做文章,对于DU部分还是难以做接入网的切片和云化的。
3. 满足5G复杂组网情况下的站点协同问题
在LTE和NR时代,基站站间的协同已经不靠L3了,而主要靠L2部分。而L2部分主要部署与DU。因此CU/DU的分离架构对于解决复杂组网的好处是非常有限的。例如CA/COMP/D-MIMO/UCNC等都是靠DU之间搞协同。

我个人认为CU/DU分离的架构主要的好处有:1、CU部分容易做资源池、做云化架构
2、有利于DC特性的分流,减少CU/DU集中式架构做DC导致的基站之间做水平的流量转发
3、有利于IAB架构(NR IAB天然就采用了CU/DU分离的架构)

点评

wqfreebird  简单点写就是CU/DU有一些价值,但是价值不是特别大,属于鸡肋,食之无味,弃之可惜。  详情 回复 发表于 2021-10-8 12:06

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发表于 2021-10-8 12:06:57 |显示全部楼层
wqfreebird 发表于 2021-10-8 12:03
楼主写的不错,我针对性的发表一些自己的观点:
1.实现基带资源的共享
我认为楼主有些场景误导了CU/DU分离 ...

简单点写就是CU/DU有一些价值,但是价值不是特别大,属于鸡肋,食之无味,弃之可惜。

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2009-2-18
发表于 2021-10-8 14:50:30 |显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

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2008-10-23
发表于 2021-10-8 16:06:02 来自手机 |显示全部楼层
oooooooo 发表于 2021-10-08 14:50:30 用上毫米波价值就大了吧?

的确如此,毫米波的确更容易驱动CU/DU分离架构。

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2019-10-9
发表于 2021-10-9 13:32:00 |显示全部楼层
学习了

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2020-6-12
发表于 2021-10-9 13:47:58 |显示全部楼层
目前国内厂家5G设备(华为、中兴、中信科)的 DU 和 CU 设备均为合设模式,没开分

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2005-11-23
发表于 2021-10-9 17:23:31 |显示全部楼层
不错

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2020-8-31
发表于 2021-10-10 13:30:00 |显示全部楼层
CU/DU分离,华为在15/16年就对外推过这个方案
运营商完全不认可价值,然后放弃了。
毕竟在网络中凭空多出一个网元,没有非常大的价值,没人客户愿意买单的

点评

wqfreebird  可能有些误会。2016年巴展之前,所有的公司都在演示CloudRAN方案,华为一直反对CloudRAN,备受运营商挑战。巴展上面华为被客户挑战最多,甚至被媒体报道华为阻碍技术进步。 不得已,华为在2016年4月份的分析师大会宣  详情 回复 发表于 2021-10-11 16:21

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2008-10-23
发表于 2021-10-11 16:21:51 |显示全部楼层
yugalee 发表于 2021-10-10 13:30
CU/DU分离,华为在15/16年就对外推过这个方案
运营商完全不认可价值,然后放弃了。
毕竟在网络中凭空多出 ...

可能有些误会。2016年巴展之前,所有的公司都在演示CloudRAN方案,华为一直反对CloudRAN,备受运营商挑战。巴展上面华为被客户挑战最多,甚至被媒体报道华为阻碍技术进步。
不得已,华为在2016年4月份的分析师大会宣布开发CloudRAN解决方案,主要就是开发CU/DU分离架构,然后把CU部分用通用硬件(X86芯片)来实现。最后的结果是CloudRAN搞了2年就偃旗息鼓了。可笑的是华为不做CloudRAN,被抨击;华为做了CloudRAN,又有一些客户问华为为什么做CloudRAN。因此不存在华为推这个方案,华为完全是被动响应。

这就是我看到的历史。

点评

yugalee  我的意思就是CU/DU分离这个方案,以前已经实践过 大家都放弃了,没人要  详情 回复 发表于 2021-10-12 08:41

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2020-8-31
发表于 2021-10-12 08:41:13 |显示全部楼层
wqfreebird 发表于 2021-10-11 16:21
可能有些误会。2016年巴展之前,所有的公司都在演示CloudRAN方案,华为一直反对CloudRAN,备受运营商挑战 ...

我的意思就是CU/DU分离这个方案,以前已经实践过
大家都放弃了,没人要

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