基站前传卡 加速卡 EU
一、基站加速卡的作用
基站加速卡(也称为基站处理器加速卡或基带加速卡)是集成在基站基带单元(BBU)或分布式单元(DU)中的硬件加速模块,核心作用是提升基站对数据的处理效率,减轻主处理器负担,具体体现在以下方面:
高速信号处理加速
5G 基站需要处理海量的无线信号(如调制解调、信道编码 / 解码、波束赋形等),这些任务计算密集且实时性要求高。加速卡通过专用芯片(如 FPGA、ASIC)硬件化处理这些流程,相比通用 CPU 软件处理,速度可提升数倍甚至数十倍,确保信号处理延迟满足 5G 低时延(如 URLLC 场景要求 10ms 以内)需求。
协议栈处理优化
5G 协议栈(如 PDCP、RLC、MAC 层)包含大量数据封装、加密、重传控制等操作。加速卡可分担部分协议层处理任务,例如 PDCP 层的加密解密、MAC 层的调度算法加速,让主处理器专注于更复杂的资源管理和策略决策,提升整体协议栈运行效率。
多用户并发支持
5G 基站需支持更多用户同时接入(如 mMTC 场景),加速卡通过并行处理架构,可高效调度多用户的信道资源,避免因用户数量激增导致的处理瓶颈,保障网络吞吐量(如 eMBB 场景下 1Gbps 峰值速率)。
节能与成本优化
专用加速芯片的能效比(每瓦算力)远高于通用 CPU,在相同处理能力下可降低基站功耗;同时,通过硬件加速减少对高端 CPU 的依赖,降低基站硬件成本。
二、前传卡的作用
前传卡(Fronthaul Card)是基站前传链路(连接 DU 与有源天线单元 AAU/RRU 的链路)中的接口卡,负责实现 DU 与 AAU 之间的高速数据传输与协议转换,是保障无线信号 “从基站处理单元到天线” 高效传输的关键,具体作用包括:
前传接口适配与数据传输
DU 与 AAU 之间的前传链路需遵循特定接口协议(如 CPRI、eCPRI 或 5G 新空口前传协议),前传卡提供物理层接口(如光模块接口),实现电信号与光信号的转换,并按照协议规范封装 / 解封装数据,确保 DU 与 AAU 之间的实时数据(如基带信号、控制信令)稳定传输。
带宽与时延控制
5G 前传链路带宽需求远高于 4G(例如 64T64R AAU 的前传带宽可达 25Gbps 以上),前传卡通过支持高速率光模块(如 25G/100G SFP+),满足大带宽传输需求;同时,通过优化帧结构和传输机制,减少数据在链路中的转发延迟,确保基带信号与射频信号的同步性(如时间同步误差需控制在 ±1.5μs 内)。
链路可靠性保障
前传卡通常支持链路冗余(如双光口备份)、错误校验(如 CRC 校验)和快速故障切换功能,当某条前传链路故障时,可自动切换至备用链路,避免因前传中断导致的基站服务瘫痪,提升网络可靠性。
协议转换与兼容性
部分场景下,DU 与 AAU 可能采用不同的前传协议(如老款 RRU 支持 CPRI,新款 AAU 支持 eCPRI),前传卡可实现协议转换,确保新老设备兼容,降低网络升级成本。
总结
基站加速卡:聚焦 “数据处理”,通过硬件加速提升基站信号处理、协议栈运行效率,支撑 5G 高带宽、低时延、多用户并发需求。
前传卡:聚焦 “数据传输”,通过接口适配、带宽保障和链路可靠性设计,确保 DU 与 AAU 之间的高速、稳定通信,是基站 “处理单元” 与 “射频单元” 的关键连接桥梁。
3 扩展单元(Extension Unit)
在基站系统中,EU 是扩展单元(Extension Unit)的简称。它是基站的重要组成部分,在基带处理单元(BBU)和射频拉远单元(RRU)之间发挥着关键作用,以下是具体介绍:
功能:EU 是射频远端的数字基带信号汇聚单元,主要负责接收多个 RRU 的上行数据,将其汇聚后转发给 BBU。同时,它还能将 BBU 发送的下行信号分发到相应的 RRU。此外,部分 EU 还具备为 RRU 供电的功能。
工作原理:在信号传输过程中,对于上行信号,EU 可完成同一小区的不同 RRU 发送的上行信号的首次上行合路处理,然后发送给 BBU;对于下行信号,EU 可完成同一小区的下行信号的再次下行分发处理,然后发送给相应的 RRU。通过这种方式,实现了信号在 BBU 与 RRU 之间的高效传输与处理。
在基站架构中的位置与作用:一个 5G 扩展式基站通常可包含一个 BBU、多个 EU 和多个 RRU,其拓扑结构呈树形,其中 BBU 是树根,EU 是树的中间节点,RRU 是树的叶子节点。EU 起到了承上启下的作用,它连接多个 RRU,可扩大单一小区覆盖范围并降低组网成本。
应用场景:EU 常用于扩展型小基站中,这类基站是一种小型化、低功率、低功耗的分布式微小型蜂窝基站,主要用于解决特定区域的室内无线覆盖问题,有助于增强室内网络覆盖的质量。