5G接口協(xié)議:從CPRI到ECPRI
在2G和3G早期基站的架構(gòu),處理射頻信號的RRU和處理信號的BBU都放在室內(nèi)。因為天線是掛在塔上,由于鐵塔一般情況下有個幾十米到100米高,所以饋線也得幾十到100米長。然而信號的傳送是有損耗的,饋線越長損耗越大,從基站到天線信號還沒發(fā)出去就已經(jīng)損耗掉了一多半。因此塔下的基站必須加大功率發(fā)射才能彌補這個損耗。這種架構(gòu)最顯著的特點就是復(fù)雜,功耗大。

在3G時代便誕生了一種新的構(gòu)架,就是分布式站點,在4G時代分布式站點的普及才使得問題有了徹底的改觀。BBU小巧精致功耗低,而RRU體積龐大功耗高,把功耗高的RRU也掛在塔上和天線放一起,這樣就不用很長的饋線連接了,損耗小了功耗自然也就降下來了,自然散熱就可以。這就是新的分布式站點架構(gòu)。

由于RRU和BBU分開離的很遠,連接和數(shù)據(jù)傳遞也會出現(xiàn)一定的問題。在2003年,由愛立信,諾西,阿朗,NEC,還有華為這幾個廠家發(fā)起,定義了通用公共無線電接口(CPRI)的協(xié)議,CPRI對其它組織和廠家開放。
CPRI是一種標準化協(xié)議,定義了無線基礎(chǔ)設(shè)施基站的射頻設(shè)備控制(REC)和射頻設(shè)備(RE)之間的數(shù)字接口。這實現(xiàn)了不同供應(yīng)商設(shè)備的互操作性,保護了無線服務(wù)提供商的軟件投入。

CPRI協(xié)議在BBU和RRU之間傳輸?shù)奈锢韺訑?shù)據(jù),不但包含了承載的數(shù)據(jù),還含有大量物理層信息,并使這些信息分到了各個天線之上,數(shù)據(jù)量非常巨大。
在CPRI協(xié)議中定義了9中選項,最大速率可以達到12Gbps。

但是來到5G時代,新的應(yīng)用場景需要,出現(xiàn)了Massive MIMO AAU,載波帶寬大幅度增加,對CPRI提出了更高的要求。如下100M 64天線的就需要速率高達172.8Gbps,這還只是Sub6G頻段。

對于毫米波段則有著更大的帶寬,這勢必要需要對CPRI進行升級,這就是eCPRI。在通信協(xié)議棧上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)會層層加碼,越到物理層數(shù)據(jù)量越大,那就如下圖所示,把在BBU上處理的數(shù)據(jù)上移一層(High Phy往上的BBU處理),下面的交給RRU去處理(Low Phy往下的RRU處理),這樣BBU和RRU之間的數(shù)據(jù)量就少了,能大幅降低前傳帶寬,但是RRU的復(fù)雜度也會提高。

按照前面所說的100M載波帶寬加64天線為例,采用CPRI協(xié)議需要172.8Gbps的光口速率,而如果是eCPRI的話,僅需要24.3Gbps的光口速率,帶寬也僅為原先的14%。

在未來的5G發(fā)展進程中,eCPRI將會是主流,讓我們期待更多的應(yīng)用的出現(xiàn)。