星星之火-58:CPRI协议缺点,eCPRI协议是如何克服CPRI协议的不足?
1. CPRI协议不足
(1)CPRI数据量过大
每一个天线数据的采样都会比编码成15+15=30bit的IQ数据。导致BBU与RRU之间需要传输高带宽的数据。
一根9.8G的光纤,在没有IQ压缩的情况下,只能承载:
2个4T4R的20M小区,
1个4T4R的50M小区,
1个2T2R的100M小区,
1个1T1R的200M小区。
(2)无法支持5G的大规模阵列天线的场景
比如64天线的100M小区,需要32跟9.8G的CPRI, 很显然,这是很不现实的,CPRI已经无法无法胜任5G的应用场景。
(3)应用层未标准化与开放
虽然CPRI协议是标准协议CPRI并没有对承载的L3层协议进行规范,3GPP也没有对齐进行规范,导致不同厂家的BBU与RRU无法互联互通。
(4)CPRI协议虽然标准协议,但并不通用。
为了克服上述(1)和(2)的缺点,引入的eCPRI协议。
为了克服上述(3)和(4)的缺点,指定了5G O-RAN前传接口。
2. eCPRI是如何克服CPRI的缺点的?
因为由大规模阵列天线xMIMO引入的大规模数据主要集中在通信协议栈的PHY与RF层。而PHY和RF层又在不同的网元中,一个在BBU中,一个在RRU中。
要解决CPRI中遇到的(1)和(2)的困境,基本有两种思路:
第一个思路是:降低PHY层和RF层通信的数据量;
这种方案基本不可行,因为PHY和RF层之间数据的通信量是有大规模阵列xMIMO与生俱来的的特征,也是它存在的意义,在5G的系统中,就注定PHY层与RF层之间有如此大的通信量。
第二个思路是:把网元之间的通信转换成网元内部的通信,5G系统中正是采用了此思路。为此,采用了如下的步骤解决CPRI的问题:
(1)5G对网络的协议栈进行了进一步细化的切分,把PHY层分为PHY_High和PHY_LOW, 大规模xMIMO产生的数据量,主要集中在PHY_LOW和RF之间,而不是PHY_High和PHY_LOW之间。
(2)把PHY_LOW的功能下层到RRU中,与RF之间的通信由设备间SFP光纤通信转化为RRU内部的板内通信,或FPGA芯片内部的通信。
(3)BBU与RRU之间接口由有协议层PHY与RF的接口,转化为PHY_High与PHY_Low之间的结果。
(4)重新制定BBU与RRU之间的PHY_High和PHY_LOW的接口规范,该接口规范就是eCPRI协议。
详细的5G协议栈新的功能切分如下图所示:
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