以光纖傳送網(wǎng)為基礎(chǔ)的5G 移動通信前傳技術(shù)

齊官文

（山西信息規(guī)劃設(shè)計院有限公司，太原 030001）

相關(guān)資料已經(jīng)初步證實，移動的前傳網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是在集中式或者云無線接入網(wǎng)（C-RAN）結(jié)構(gòu)中最新產(chǎn)生一種新型技術(shù)方式。目前，對于移動前傳網(wǎng)絡(luò)來講，采用最多的便是純數(shù)字信號CPRI 協(xié)議，但是由于5G 網(wǎng)絡(luò)移動通信的難度及其最新要求，從而也就需要更多而且復(fù)雜的扇區(qū)甚至是天窗的數(shù)量要求，以便獲取更加有效并且信號質(zhì)量相對較高的信號寬帶作為強有力的支撐。但對于目前現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸方式而言，遠遠達不到想要的效果，所以建立新型移動前傳網(wǎng)絡(luò)的重要性不言而喻。

1 5G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展情況

當(dāng)我們正沉浸在4G 網(wǎng)絡(luò)的時候，5G 網(wǎng)絡(luò)時代已經(jīng)悄然而至，5G 網(wǎng)絡(luò)的到來不僅提高了網(wǎng)速且其穩(wěn)定性也有所提升。如今想要真正智能化發(fā)展5G 時代，就需要對應(yīng)的移動數(shù)據(jù)終端的供應(yīng)商與移動通信二者達成一致的協(xié)作，此外還需要建設(shè)一系列相應(yīng)的管理、運行和研發(fā)等工作。5G 時代，不僅意味著高帶寬，而且人們的生產(chǎn)、生活方式也將發(fā)生巨大變化。

2 集中式或云無線接入網(wǎng)（C-RAN）的基本結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)意義上的基站一般是有兩部分主要內(nèi)容構(gòu)成，一是提供數(shù)字信號處理功能的基帶單元；二是具有射頻傳輸以及接收功能的RRU；一般而言，傳統(tǒng)的基站由基帶單元和單個射頻拉元單元二者組成，這里的基帶單元一般為虛擬的，但單個射頻拉遠單元則為實體，并且一般與發(fā)送接收單元相互連接[1]。除此之外，兩個接口間還需要借助CPRI 才可以達成連接協(xié)議，傳統(tǒng)的CPRI也是目前供應(yīng)商們的首選協(xié)議接口，這種接口分為數(shù)據(jù)鏈路層和物理層兩部分。

從無線接入網(wǎng)（RAN）到云無線接入網(wǎng)（C-RAN）這一結(jié)構(gòu)的變化經(jīng)歷了從一體化到分布式的變化。主要是借助傳輸平臺的開放性和虛擬性，此時通過云端計算提供數(shù)據(jù)支撐，從而建設(shè)相應(yīng)的動態(tài)數(shù)據(jù)資料網(wǎng)絡(luò)共享，此發(fā)展前景還是有很大的空間。

3 以光纖傳送網(wǎng)為基礎(chǔ)的5G 移動通信前傳技術(shù)

3.1 純數(shù)字信號CPRI 協(xié)議的前傳網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

3.1.1 波分復(fù)用的前傳網(wǎng)絡(luò)

目前而言，建立的大多數(shù)前傳網(wǎng)絡(luò)均為2.5 或是5Gb/s 的CPRI 協(xié)議，其結(jié)構(gòu)簡單且成本低廉，是一種建立在原始基礎(chǔ)上的一種系統(tǒng)。一般適用于室外條件下，其正常運行才可能達到相應(yīng)的保障。該主要傳輸路線分為信息傳輸和鏈路傳輸?shù)谋O(jiān)控，這樣的話可以遠遠降低光纖的需要量，但是對于這種光纖的日常維護和管理任務(wù)確實大大提升。

波分復(fù)用的前傳網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要作用是利用反射式半導(dǎo)體作為放大器從而達到無色收發(fā)機的目的，光模塊便是5G 技術(shù)當(dāng)中的重要組成，但是由于其種類復(fù)雜多樣，僅僅采用一般的技術(shù)難以達到要求，使用無色波分復(fù)用技術(shù)則不用區(qū)分波長，便可以使其作為分辨速率的工具。

3.1.2 時分復(fù)用的前傳網(wǎng)絡(luò)

借助時分復(fù)用（TDM）的技術(shù)而實現(xiàn)前傳網(wǎng)絡(luò)，顯然是一種簡單而低成本的一種方式。但是由于數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮臅r和一般的光帶寬的原因，利用這種技術(shù)解決實際問題時往往存在一定的問題。一般情況下，BBU 所發(fā)出的數(shù)據(jù)信號經(jīng)過CPRI 后，再有太網(wǎng)傳播器才可以到達數(shù)據(jù)管線終端（OLT），最后便是發(fā)送到光網(wǎng)絡(luò)單元當(dāng)中，由轉(zhuǎn)換器送到RRH，完成一系列的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸工作[2]。

3.2 純模擬信號傳輸前傳網(wǎng)絡(luò)光在載中頻

對于一般人而言RRU 已經(jīng)是復(fù)雜的技術(shù)，那么對于5G 來說其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度不言而喻，再加上與其他技術(shù)的相互結(jié)合，難度可想而知。為了達到相應(yīng)的要求，光載中頻技術(shù)（IFOF）的誕生便很好地解決了這一難題。

在這一技術(shù)系統(tǒng)當(dāng)中，任何一段波長都對應(yīng)很多傳輸中頻，其優(yōu)勢便是可以在目前條件有限與缺少相應(yīng)的寬帶資源的條件下同樣進行信號傳輸，同時降低運行成本，為網(wǎng)絡(luò)運營商節(jié)約資本，獲取最大利益。此外，還可以有效對波長進行統(tǒng)一的管理。其弊端在于傳輸量往往會由于半導(dǎo)體激光器的緣故而受到限制；長時間增強系統(tǒng)信號則會使其功率大大的提高，便會很容易導(dǎo)致非線性的失真的出現(xiàn)。

3.3 物理層功能重構(gòu)的前傳網(wǎng)絡(luò)

為了降低移動前傳網(wǎng)絡(luò)的運行成本，從而更加方便快捷地發(fā)展前傳網(wǎng)絡(luò)。一般需要將光傳輸?shù)膶拵Э刂圃?0Gbit/s 以內(nèi)[3]。雖然目前降低寬帶傳輸可以通過IQ 壓縮技術(shù)，但是由于壓縮后雖已經(jīng)減半但是仍然不能滿足目前的需求。對于當(dāng)下，最好的方式是將RRH 和BBU 二者的功能進行相互變換。其方法就是在模擬信號和數(shù)字信號之間達到一種平衡，建立分割物理層處理的新方法，這種方法的實現(xiàn)不僅可以減少寬帶的光傳輸，還具有多點傳輸?shù)膬?yōu)點。

在SPP 結(jié)構(gòu)當(dāng)中，基站功能主要是無線信號編碼與其他信號調(diào)制和MIMO 處理，這種模式中網(wǎng)絡(luò)的最大傳出量由下行鏈路無線數(shù)據(jù)寬帶而決定，類似的還有MAC 和PHY 二者的分割。此外，分割物理層技術(shù)的應(yīng)用可以最大程度上的由信號處理實現(xiàn)聯(lián)合傳輸與接收的功能。

4 結(jié)束語

云無線接入網(wǎng)當(dāng)中最重要的部分是5G，同時人們對于5G 的了解也開始逐漸增加，對于其相關(guān)的知識也有了一定的關(guān)注。隨著科技的不斷發(fā)展，目前的網(wǎng)絡(luò)速率已經(jīng)難以滿足人們的要求，5G 等高新技術(shù)的誕生，加快了時代的進步。以光纖傳送網(wǎng)為基礎(chǔ)的5G 移動通信前傳技術(shù)仍需要進一步研究，在體現(xiàn)各個方面最大優(yōu)勢的同時，不斷使其方便于普通大眾還需要相關(guān)技術(shù)人員的不懈努力，才能逐步實現(xiàn)。