5G來襲 解析高密度無線系統(tǒng)的前傳方案
無線通信的LTE時代已全面開啟。隨著5G逐漸走近,單個基站的帶寬將會大幅增加,基站部署密度加大,現(xiàn)有的基站建網(wǎng)方式已顯現(xiàn)出一些問題。如基站選址困難、機房成本高、基站資源利用率低、維護工作量大等。
隨著BBU與RRU分離以及RRU拉遠技術的逐漸成熟,未來5G也必將采用BBU集中部署的方案,現(xiàn)有的光纖直連承載前傳方案不再適用,因此對于未來5G的超高密度無線網(wǎng)絡,集中部署的前傳承載成為研究的重點。
BBU集中部署的主要優(yōu)勢
BBU集中到局站主要的優(yōu)勢包括:
1、節(jié)省建設投資:BBU集中放置可以減少基帶硬件設備的數(shù)量,降低設備費用;同時無需新建基站機房與相關配套設施,可充分利用現(xiàn)有局站機房內(nèi)的空間、電源和空調(diào)等資源,大大節(jié)省機房和配套設施投資。
2、減少運維成本:BBU設備集中安裝,減少了無線、承載專業(yè)的維護工作量;BBU集中部署,提高了電源供給的效率,利于節(jié)能減排;GPS設備亦可實現(xiàn)共享和集中,降低建設和維護成本。
3、實現(xiàn)快速建網(wǎng):RRU完全室外型設計,直接引入市電并安裝室外一體化電源箱,即可滿足建設要求,大大降低了基站選址和建設難度,同時提升了網(wǎng)絡建設速度。原先基站尋址新建或租賃一個無線基站,需要通過土建(租賃不需要)、裝修、電源空調(diào)及主設備采購建設安裝等流程環(huán)節(jié),采用BBU集中方式后將大幅縮短基站的建站周期。
4、無線網(wǎng)絡質(zhì)量提升:未來BBU基帶池化,可實現(xiàn)多個無線站點基帶資源共享,有效地應對話務潮汐效應,根據(jù)話務動態(tài)變化,靈活配置基帶資源,提高了資源利用率;可消除RRU邊緣的干擾,便于提升密集區(qū)域的切換性能,減少掉線;可實現(xiàn)站內(nèi)的載波聚合,以提高速率;可實現(xiàn)站間CoMP(多點協(xié)同),以提高站間邊緣速率。
在以上優(yōu)勢中,BBU集中的成本優(yōu)勢是最直觀且可以在短期內(nèi)看到成效的。根據(jù)國內(nèi)運營商的測算,平均每宏基站可減少18.46萬元投資,按5000個站的規(guī)模計算,累計可省9.23億元,每年還可節(jié)省運營成本(主要是基站機房租賃和維護成本)1.62億元。
前傳承載的接口
BBU集中后,移動承載網(wǎng)的結構將發(fā)生較大的變化,新的網(wǎng)絡結構如圖1所示。
圖1 BBU集中后的移動承載網(wǎng)結構
移動承載被分為了移動前傳和移動回傳兩個部分,前傳是指基站RRU到BBU之間的網(wǎng)絡,回傳是指BBU到S-GW/MME之間的網(wǎng)絡。
前傳方面,CPRI接口獲得了更多主流設備廠商的支持,且定義了滿足LTE需求的更高速率,因此,CPRI接口成為國內(nèi)主流,被廣泛采用。
CPRI(Common Public Radio Interface,公共無線接口規(guī)范)可用于各種無線網(wǎng)絡制式(GSM、cdma2000、LTE等),目前已發(fā)布到7.0版本,速率達到了25Gbit/s。CPRI鏈路應用于REC(Radio Equipment Control,即LTE制式中的BBU)和RE(Radio Equipment,即LTE制式中的RRU)之間。
由于CPRI采用射頻模擬信號采樣數(shù)字化,帶寬需求比業(yè)務帶寬增加數(shù)十倍,對于4G系統(tǒng),在20M載波配置下,一個3載波的RRU型基站的承載帶寬需求為:
FDD LTE:3×2.5Gbit/s(2T2R),3×4.9Gbit/s (2T4R)
TD-LTE :3×4.9Gbit/s (4T4R),3×9.8Gbit/s (8T8R)
為了保證RRU與BBU之間的數(shù)據(jù)可以正常傳遞、其性能可以滿足基站應用要求,CPRI對同步、時延精度、鏈路質(zhì)量、告警等物理層指標進行了規(guī)定,對于目前的4G系統(tǒng),主要包括:
表 1 CPRI主要物理層指標
帶寬需求、物理指標要求等是運營商評價前傳技術方案是否可行的重要依據(jù)。
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( 發(fā)表人:方泓翔 )