Page 21 - 网络电信2024年4月刊
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运营商专栏
图3 新一代移动前传网络的不同功能划分选项
将BBU的功能进行拆分，让部分功能下沉至RRU中，以降低接口 下面本文将重点从新型前传光网络实现架构和光无线融合
之间的传输速率需求。 的新型前传光信号调制与传输技术两个方面，分析前传光网络
随着功能结构的拆分，新的接口协议也由此诞生。增强 的发展。
型通用公共无线电接口（eCPRI），是用于连接无线基站DU与
RU 的前传接口协议，以物理层功能内部拆分为基础。相比于 三、新型前传光网络实现架构
CPRI，eCPRI在选项7 内新增了选项7-1、7-2a、7-2和7-3，目 3.1 载波聚合的点到多点相干技术
的就是将调制、映射、预编码以及循环前缀添加等数字信号处 前传光网络通常应用点对点（PtP）连接，如图4所示。点
理（DSP） 功能下沉到RU中，以此来减轻前传传输速率的压 对点接口部署在许多网段中，市场规模巨大且有不断增长的趋
力，大幅提升前传网络的高效性和灵活性。新一代前传光网络 势。在2020年的统计中，点对点接口占光组件总量的40%以上
正在如上的功能拆分的基础上，进一步创新前传光网络架构， [15] ，可预计未来带宽25GHz以上前传光接口（CPRI 或eCPRI）
发展物理层前传通信技术，满足未来前传的带宽、效率和灵活 将占据主要市场。目前的5G前传通信大多基于点对点强度调
性需求。 制/直接检测（IM/DD） 系统，采用专用光纤链路或波分复用
（WDM） 链路进行传输 [12] ，每个RU通过单向或双向光纤直接与
二、相关工作 DU 相连。该系统仅适用于光纤资源丰富的场景。考虑到基站
随着前传网络更深层次的覆盖与应用，业界对未来前传网 建设愈加密集的趋势，部署大规模光纤的成本高昂，并且伴随
络的发展趋势展开了一系列的研究。例如，文献[11]预测未来 B5G大规模MIMO的进一步部署，前传网络所需速率将变得前所未
前传网络会向着更加开放智能的方向发展，认为下一代移动通 有的高。面对不断提升的速率要求，ITU-T目前已经提出了10
信可能会出现以用户为中心的网络架构，主要由人工智能和机 Gbit/s和25 Gbit/s的标准，50Gbit/s的新标准正在准备中，
器学习算法驱动，其网络端点可以根据用户操作习惯做出自主 IEEE 的802.3标准也在不断完善中 [16] 。但点对点IM/DD系统仍面
的网络决策。这种网络架构可以极大地减少用户端点与基站之 临未来前传演进的巨大挑战。首先，IM/DD系统将遇到超过100
间的通信开销。文献 [12] 对未来接入网以及前传网络发展趋势 Gbit/s 级别的容量瓶颈。随着波特率的提高，色散将从根本上
提出了3点看法：1）未来接入网应该进一步虚拟化并且注重优 限制IM/DD 系统的性能。具体来说，IM/DD PAM4信号可传输的
化物理层管理与维护，以缓解多用户链路的端到端网络切片问 距离与波特率的平方成反比关系 [17] 。对于一个波分复用IM/DD
题；2）未来前传网络应更具有针对性，根据具体服务项目的需 系统（每个通道200Gbit/s）来说，其在o 波段的传输范围被限
求分配专门的前传链路负责，以更好地满足用户的需求；3） 制在大约2.5km内（< 1 dB损失） [18] 。其次，灵活性是第二大限
未来前传网络需要实现不同接口间的互操作性，这对搭建低运 制。如图4（a）所示，在点对点架构中，每个终端会根据流量
营成本、高传输效率的前传网络架构至关重要。文献 [13] 预测未 需求的峰值占用相应的资源，每个端点对应的链路都需要以相
来前传网络开放操作维护管理（OAM）接口将成为趋势，这能够 同的速度运行，导致整个网络成为一个极其低效的传输结构。
做到对网络资源分配的实时监控，以实现网络资源的智能动态 实际过程中的实时流量可能会有所不同，点对点架构难以实现
重构，从而满足网络切片之间共享资源的需求。在无线前传网 资源的有效分配而造成不必要的资源浪费。
络方面，文献 [14] 仿真研究了80 GHz高频段毫米波应用于无线前 面对这一问题，业内提出了基于相干载波聚合的点到多点
传的可能性，认为在经济性和实用性的考量下，未来无线前传 相干技术。如Infinera在ECOC 2019上推出了XR Optics点到多
网络可以部分替代光纤前传网络，提供稳定高速的传输链路。 点相干传输技术。如图4（b）所示，XR Optics利用数字信号处
理技术将给定波长光谱的传输和接收细分为一系列称为相干数
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