基站遇上云計算

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)，這其中就包括“云基站”。目前，雖然云基站還是一個全新的理念，但是業(yè)界對此的探索卻已經(jīng)展開。那么，基站如何才能引入云計算技術(shù)，而有了“云”的基站又將會給我們帶來什么？
當(dāng)通信基站遇到云計算會發(fā)生什么？或許很多人從未設(shè)想過，傳統(tǒng)的通信基站會與“新潮”的云計算碰到一起，而很多人更想不到，當(dāng)它們碰在一起時竟然還發(fā)生了“反應(yīng)”，誕生出了一個全新的理念——云基站。簡單地理解，云基站就是引入了云計算技術(shù)的基站。雖然目前業(yè)界對于云基站的概念還沒有一個統(tǒng)一的定論，但是在基站基帶部分引入云計算構(gòu)架，從而在進(jìn)一步提升基站性能的同時，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)資源的共享和動態(tài)分配，降低能耗、降低成本，成為了業(yè)界對于云基站的共同愿景。
美滿的“聯(lián)姻”
在中國移動提出的新一代無線接入網(wǎng)構(gòu)架（C-RAN）中，就引入了云的思想。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(yuǎn)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。
在基站開發(fā)和部署中引入云計算的理念一經(jīng)提出就得到了業(yè)界的認(rèn)可，這主要是因為這種通信技術(shù)和IT技術(shù)融合的新模式，確實給無線網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展開辟了一條“理想大道”。今天，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量日益增加，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)收入?yún)s沒有明顯提升的局面下，如何能夠在提供高品質(zhì)服務(wù)的同時打造一張低成本、低耗能的新一代精品無線接入網(wǎng)，成為運營商探索的重點。顯然，提高網(wǎng)絡(luò)利用率非常有必要。由于移動通信業(yè)務(wù)隨著人的流動而流動的特性，就使得網(wǎng)絡(luò)中普遍存在話務(wù)流量分布不均的情況，甚至?xí)斐梢恍┗咎幱陂e置狀態(tài)，在這樣的情況下，網(wǎng)絡(luò)話務(wù)資源的共享以及動態(tài)分配就顯得尤為重要，云基站技術(shù)的出現(xiàn)，就能夠?qū)崿F(xiàn)這一理想狀態(tài)。
與此同時，在移動網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)中，移動基站站址匱乏的問題也日益凸顯。中國擁有全球領(lǐng)先的2G網(wǎng)絡(luò)，目前已建的2G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。如果按照云基站架構(gòu)的設(shè)想，基站的射頻單元（RRU）和基帶單元（BBU）是完全分離的，并且通過把BBU和其他傳輸產(chǎn)品集中到中心機房的方式，不僅能夠減少基站站點，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。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，甚至實現(xiàn)負(fù)增長，那么，電信運營商的節(jié)能減排也就更容易實現(xiàn)。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，引入云技術(shù)的C-RAN構(gòu)架，跟當(dāng)前廣泛應(yīng)用的分布式共站址方式相比，可以有效節(jié)省接入網(wǎng)的CAPEX達(dá)20%左右、OPEX達(dá)63%左右，10年的TCO約可節(jié)省40%，有效減少三分之一工程建設(shè)周期。同時,可在分布式共站址方式上進(jìn)一步節(jié)省67%的能耗，比傳統(tǒng)宏基站方式節(jié)省80%以上的能耗。
艱巨的挑戰(zhàn)
云基站這種全新的無線接入方式，正在為無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展描繪一個更加美好的未來，但是目前云基站還是一個年輕的事物，不僅是業(yè)界就云基站的概念還沒有統(tǒng)一的定論，而且云基站的技術(shù)也還不夠成熟。為了推動新一代的無線接入網(wǎng)建設(shè)，很多運營商已經(jīng)聯(lián)合主流設(shè)備廠商展開相關(guān)工作，然而，要想在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中真正實現(xiàn)云基站，還需要解決諸多技術(shù)難題。
首先，就是如何打造一個連接大容量基帶池和無線射頻單元之間的高性能、低成本的無線信號光傳輸網(wǎng)絡(luò)。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(yuǎn)端的無線射頻單元之間的無線信號傳輸必須滿足高帶寬、低延時等苛刻要求，同時，出于網(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，如何打造一個實現(xiàn)大容量、高可靠、擴展靈活的基于云計算的中央處理平臺。相較于其他的基站模式，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，這不僅要求這個平臺是一個大容量的平臺，同時，還對如何實現(xiàn)這一平臺的有效控制和實時管理，也提出了挑戰(zhàn)。
再次，如何在云基站平臺中實現(xiàn)虛擬化。虛擬化是IT技術(shù)的發(fā)展趨勢，也是云計算中的重要技術(shù)，然而，對于通信基站而言，虛擬化還是一個相對陌生的技術(shù)。在云基站的構(gòu)架中，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)鍵且有待探索的。
除了上面說到的這些技術(shù)難點，其實云基站的發(fā)展還面臨其他諸多挑戰(zhàn)，有些是已知的，有些甚至是未知的。不過，我們相信在業(yè)界的共同努力下，這些難題都將一一解決，給移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展帶來一個更加美好的明天。