前傳技術方案

一、光纖直連方案：

顧名思義，RRU與BBU之間的CPRI接口采用光纖直接連接。目前CPRI光模塊由基站設備供應商統一提供，無需考慮光模塊的互通問題。

為了節省一半的光纖資源，業界提出了單纖雙向的解決方案。單纖雙向就是指雙方向的數據信號采用不同的波長在一根光纖中傳送。由于雙方向各須增加一個波長選擇濾波器，透過發送波長，折射接收波長，因此，成本較單纖單向光模塊有所增加。

光纖直連方案實現簡單，但最大的問題就是光纖資源占用很多，即使采用單纖雙向方案，光纖資源的占用量仍然不容忽視，在光纖資源緊張的區域，不宜采用此方案。另外，目前基站對于CPRI光接口的管理功能還比較弱，保護機制不完善。

二、WDM方案：

這個方案是利用波分復用特性，將多個CPRI鏈路采用不同的波長承載，然后再復用到一根光纖中，以達到節省光纖資源的目的。WDM方案有兩種實現方案。

WDM承載設備方案：采用小型化的WDM承載設備實現CPRI鏈路的承載。由于BBU和RRU通過CPRI接口與WDM承載設備直接連接，基站設備只需選用短距光模塊即可。WDM承載設備具備組網能力，可以為CPRI鏈路提供保護機制。

此種方案有兩種實現方式，一種是成幀方案即將CPRI信號映射到OTN幀結構后再轉換成彩光信號實現波分復用，一種是非成幀方案即直接將CPRI信號轉為彩光后實現波分復用。由于實現方式不同，兩類設備在功能和性能上存在差異。

1． 信號封裝到OTN幀的實現方案可支持更好的管理，可以提高前傳網絡的可管理性和可靠性；同時，由于成幀操作，絕對時延和時延精度有所劣化。

2． CPRI信號不封裝到OTN幀的實現方案可保證很小的絕對時延和時延精度，但是由于無法監測誤碼，無法在線路性能劣化時執行倒換。

CPRI彩光方案：基站CPRI接口采用彩光模塊，通過無源的合分波器實現波分復用，無需配置承載設備。CPRI彩光方案的優勢如下：

1． 相對于普通CRPI光纖直連方案，CPRI彩光模塊的傳輸距離更長，且可以通過WDM方式節約光纖資源；

2． 相對于WDM方案，可以減少BBU／RRU設備與WDM設備之間的白光互聯光模塊，降低建設成本。

但是，CPRI彩光方案目前尚處于萌芽期，網管能力、保護能力仍處于未知狀態，維護問題能否解決也是影響其未來應用的關鍵因素。不過由于彩光方案全程無源、使用簡單并且支持波分復用等優勢，目前也是業界比較看好的前傳方案。

三、WDM－PON承載方案：

WDM－PON由于接入用戶帶寬需求不足，一直進展較慢，近期隨著CPRI承載和用戶帶寬需求的迅速增長，業界也開始考慮把WDM－PON作為承載CPRI信號的技術方案之一。

WDM－PON的一個最大特點就是波長獨立，不同波長通道可采用不同協議、速率、碼型，承載不同業務，這將為CPRI的承載減少光纖和專用設備。在性能上，CPRI的需求遠比普通用戶接入嚴格得多，因此WDM－PON需要簡化協議和封裝的流程，來滿足CPRI對于時延和抖動的需求。對于CPRI的信號可以采用直接透傳，或者將CPRI信號做簡單處理后封裝進以太網幀進行傳輸。目前WDM－PON承載CPRI的技術方案還處于起步階段，ITU－T15組的Q2正在進行相關的標準化工作。

面向5G的下一代前傳接口 5G每基站帶寬是4G的1000倍＝10x基站密度x10x載波帶寬x10x頻譜效率，通常來講，拋開基站密度因素，每基站所需帶寬是4G的30～50倍。按照通常的5G模型分析，如果繼續沿用CPRI格式的前傳接口，前傳帶寬有可能達到1Tbit／s以上，不管經濟上還是技術上前傳將變得無法負擔，因此對CPRI接口進行優化刻不容緩。

NGFI是指下一代無線網絡主設備中基帶處理功能與遠端射頻處理功能之間的前傳接口，基本特征是重新定義了BBU和RRU的功能，將部分BBU處理功能移至RRU上，進而導致BBU和RRU的形態改變，重構后分別重定義名稱為RCC（Radio Cloud Center，無線云中心）和RRS（Radio Remote System，射頻拉遠系統），并且基于分組交換協議將前傳由4G的點對點接口重新定義為多點對多點的移動前傳網絡。NGFI的架構如圖2所示。

圖2 NGFI的架構

RCC和RRS的劃分有很多種方式，包括：

1）2層內部劃分－LOW MAC／HIGH MAC

2）MAC／PHY劃分

3） Bit－level／Symbol－level劃分

4） Symbol－level／Sample－level

5）Baseband／RF劃分

不同劃分方式會帶來不同的前傳帶寬和時延要求，一般兩者不可兼備。需要帶寬小的劃分方式會有更嚴格的時延要求，另外由于更多功能轉移到了遠端設備，也會帶來遠端設備的復雜化。因此，在未來使用的時候需要根據具體需求在各種方案之間進行權衡。目前國內外主流運營商都傾向于前傳帶寬不超過25Gbit／s，這樣可以充分利用將要出爐的25G以太網標準和成熟的100G光模塊產業鏈（4×25G）。

標準化方面，2015年10月成立了IEEE1914任務組，研究NGFI的需求和架構。任務組由中國移動主導，國內廠家包括烽火、中興在內，共45個成員，目前就應用場景、應用需求、關鍵指標等提出了很多想法。另外IEEE定義了用以太網傳輸CPRI信號的幀結構的IEEE1904．3標準，今年該標準會轉移到IEEE1914任務組中，這也是業界比較看好的用以太網幀格式稍作修改承載5G前傳的標準。