5G接口協議:從CPRI到ECPRI
在2G和3G早期基站的架構,處理射頻信號的RRU和處理信號的BBU都放在室內。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出去就已經損耗掉了一多半。因此塔下的基站必須加大功率發射才能彌補這個損耗。這種架構最顯著的特點就是復雜,功耗大。

在3G時代便誕生了一種新的構架,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。

由于RRU和BBU分開離的很遠,連接和數據傳遞也會出現一定的問題。在2003年,由愛立信,諾西,阿朗,NEC,還有華為這幾個廠家發起,定義了通用公共無線電接口(CPRI)的協議,CPRI對其它組織和廠家開放。
CPRI是一種標準化協議,定義了無線基礎設施基站的射頻設備控制(REC)和射頻設備(RE)之間的數字接口。這實現了不同供應商設備的互操作性,保護了無線服務提供商的軟件投入。

CPRI協議在BBU和RRU之間傳輸的物理層數據,不但包含了承載的數據,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,數據量非常巨大。
在CPRI協議中定義了9中選項,最大速率可以達到12Gbps。

但是來到5G時代,新的應用場景需要,出現了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。在通信協議棧上傳輸的數據會層層加碼,越到物理層數據量越大,那就如下圖所示,把在BBU上處理的數據上移一層(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之間的數據量就少了,能大幅降低前傳帶寬,但是RRU的復雜度也會提高。

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發展進程中,eCPRI將會是主流,讓我們期待更多的應用的出現。