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5G接口协议:从CPRI到ECPRI

CPRI协议在BBU和RRU之间传输的物理层数据,不但包含了承载的数据,还含有大量物理层信息,并使这些信息分到了各个天线之上,数据量非常巨大。

作者:Will的大食堂来源:今日头条|2020-09-09 15:30

在2G和3G早期基站的架构,处理射频信号的RRU和处理信号的BBU都放在室内。因为天线是挂在塔上,由于铁塔一般情况下有个几十米到100米高,所以馈线也得几十到100米长。然而信号的传送是有损耗的,馈线越长损耗越大,从基站到天线信号还没发出去就已经损耗掉了一多半。因此塔下的基站必须加大功率发射才能弥补这个损耗。这种架构最显著的特点就是复杂,功耗大。

5G接口协议:从CPRI到ECPRI

在3G时代便诞生了一种新的构架,就是分布式站点,在4G时代分布式站点的普及才使得问题有了彻底的改观。BBU小巧精致功耗低,而RRU体积庞大功耗高,把功耗高的RRU也挂在塔上和天线放一起,这样就不用很长的馈线连接了,损耗小了功耗自然也就降下来了,自然散热就可以。这就是新的分布式站点架构。

5G接口协议:从CPRI到ECPRI

由于RRU和BBU分开离的很远,连接和数据传递也会出现一定的问题。在2003年,由爱立信,诺西,阿朗,NEC,还有华为这几个厂家发起,定义了通用公共无线电接口(CPRI)的协议,CPRI对其它组织和厂家开放。

CPRI是一种标准化协议,定义了无线基础设施基站的射频设备控制(REC)和射频设备(RE)之间的数字接口。这实现了不同供应商设备的互操作性,保护了无线服务提供商的软件投入。

5G接口协议:从CPRI到ECPRI

CPRI协议在BBU和RRU之间传输的物理层数据,不但包含了承载的数据,还含有大量物理层信息,并使这些信息分到了各个天线之上,数据量非常巨大。

在CPRI协议中定义了9中选项,最大速率可以达到12Gbps。

5G接口协议:从CPRI到ECPRI

但是来到5G时代,新的应用场景需要,出现了Massive MIMO AAU,载波带宽大幅度增加,对CPRI提出了更高的要求。如下100M 64天线的就需要速率高达172.8Gbps,这还只是Sub6G频段。

5G接口协议:从CPRI到ECPRI

对于毫米波段则有着更大的带宽,这势必要需要对CPRI进行升级,这就是eCPRI。在通信协议栈上传输的数据会层层加码,越到物理层数据量越大,那就如下图所示,把在BBU上处理的数据上移一层(High Phy往上的BBU处理),下面的交给RRU去处理(Low Phy往下的RRU处理),这样BBU和RRU之间的数据量就少了,能大幅降低前传带宽,但是RRU的复杂度也会提高。

5G接口协议:从CPRI到ECPRI

按照前面所说的100M载波带宽加64天线为例,采用CPRI协议需要172.8Gbps的光口速率,而如果是eCPRI的话,仅需要24.3Gbps的光口速率,带宽也仅为原先的14%。

5G接口协议:从CPRI到ECPRI

在未来的5G发展进程中,eCPRI将会是主流,让我们期待更多的应用的出现。

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