运营商如何规划基站的快速扩张,采用FPGA扩充解决方案

5G的推出速度比之前任何一代无线技术都要快。Omdia的研究显示，5G订阅量在20年第1季度增长了四倍，超过6400万，并有望在2024年底达到100亿。就用户而言，这是4G采用率的4倍。

随着5G实施的加速，它们带来了数十亿新的连接设备、数PB的额外网络流量和数百万个新的5G基站。目前全球约有7000万个基站位置。

大多数人表示，他们预计在未来五年内，他们的天线数量将增加一倍或三倍。这相当于在未来五年内将有近1.5亿个新的基站。

规模问题

运营商如何规划基站的快速扩张？他们如何降低成本（运营成本和资本支出），将电力消耗降至最低，在无照明的数据中心部署零接触解决方案，并减少硬件SKU和配置？作为第一步，运营商正在实行大部分的虚拟化操作。他们从4G核心开始，向无线接入网络转移——根据Omdia的调查，其中近80%将在2024年底实现虚拟化。

然而，运营商仍在努力解决一个问题，即如何部署一个高度分布的边缘，这个边缘可能有数十万个，甚至更多。这种分布式边缘必须是经济实惠的，并且必须保持虚拟化、云本机实现的灵活性和灵活性。边缘计算位置还必须能够支持5G设计所围绕的应用：增强移动宽带（eMBB）、大规模机器对机器通信（mMTC）和超可靠低延迟通信（URLLC）。虽然5G的实施最初集中在eMBB上，但这三种应用类型的网络需求都在快速增长。

用FPGA扩充解决方案

eMBB平台和商业应用程序的优势是低成本的。因此，运营商正在扩充其基于商用现货的、纯软件的解决方案，采用针对联网和安全功能进行优化的现场可编程门阵列（FPGA）。这些定制平台利用（FPGA）技术实现更高的灵活性、灵活性和可扩展性。它们以更高的性能和更低的延迟来补充软件解决方案，同时释放出有限且昂贵的CPU核心。

为了满足虚拟网络功能（VNFs）的性能目标，运营商已经意识到数据平面加速（很可能是通过基于FPGA的SmartNIC）是必需的。基于FPGA的加速解决方案使运营商能够实现更高的速度和更低的延迟，同时通过减少所需的CPU核数来降低功耗和基于服务器的资本支出。

有些网络非常适合在基于x86的cpu上运行。其他测试垄断了通用处理器，在此过程中浪费了资本支出、占地面积和电力。从加速和卸载中获益的工作负载，特别是在网络边缘，是与网络和安全相关的任务，如交换、路由、操作处理、流管理、负载平衡和加密。示例工作负载包括开放式vSwitch（OVS）、5G/用户平面功能（UPF）、段路由头（SRH）、键值存储（KVS）和覆盖网络隧道协议，如VXLAN和使用通用路由封装（NVGRE）的网络虚拟化。

性能、成本和标准化的交叉点

运营商网络中使用特定的网络硬件设备是可数的。然而，普通的旧COTS服务器，如普通的旧电话服务（POTS），同样面临着危险。利用COTS服务器和FPGAs为运营商提供他们想要的行业标准平台和他们必须具备的高性能。

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