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面向C-RAN的前传网络承载方案

简介:

C-RAN是一种基于集中化处理(Centralized)、协作式无线电(Cooperative
Radio)和实时云计算(Real-time Cloud Infrastructure)的满足绿色节能(Clean)需求的无线接入网构架。基于C-RAN架构的集中式基带池有助于解决未来发展需要建设大量基站带来的高额能耗、潮汐效应导致基站利用率低下等无线接入面临的巨大挑战,为运营商提供低成本高容量的无线接入能力。
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图 1 传统组网方式向C-RAN组网演变

采用C-RAN集中式基带池的方式进行无线接入网络建设,BBU可以集中放置于传输汇聚机房,通过主干配线光纤将RRU拉远至所需要的覆盖点,但该方式对传输网接入主干配线光纤资源有巨量的需求,通常体现在CPRI接口的带宽需求上。我们知道,BBU和RRU之间的CPRI接口带宽峰值比特率可通过公式计算得出,具体为:CPRI峰值比特率=基站天线阵子数×采样频率×比特宽度+系统带宽。以LTE系统为例,假设系统带宽为20MHz,CPRI I/Q采样宽度为30bit,采用2端口天线,则可以推导出每AxC上I/Q采样数据流为921.6Mbps,分别添加控制字和8B/10B线路编码的开销后,比特率为1.2288Gbps。实际应用中,LTE系统常采用4端口天线,再考虑到RRU级联的可能,CPRI接口带宽速率呈线性增长,则至少要选用6G或10G光模块实现光纤直驱。

随着4G乃至未来5G站点的加密部署,传统光纤直驱的建设方案无疑会对前传网络光纤资源造成较大的消耗。为了在组建独立的C-RAN业务网络的同时,只付出少量的光纤资源为代价,可行的思路是采用增强光纤直驱和彩光直驱方案。

增强型光纤直驱即是通过CPRI光口级联来实现多级RRU的级联。该方案仅需一对光纤便可轻松实现最多6个RRU的承载,是C-RAN建设中较优的传输方案。而如果采用BiDi光模块,即单纤双向,则可以进一步节省一半的光纤资源。芯科SFP+-BIDI-20A和SFP+-BIDI-20B系列光模块是成熟的增强光纤直驱方案产品,不仅拥有10Gbps的高传输速率,还支持最大20km的传输距离,可满足绝大部分市区和郊县发达城镇的C-RAN组网需求。

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图 2 XFP-BIDI-40KM系列光模块

彩光直驱方案是利用WDM技术,在发送端利用光复用器将不同波长的光信号复用至单根光纤进行传输,在接收端借助光解复用器将光纤中的混合信号解复用为不同波长的信号,再送到相应的接收终端的设备。在该方案中,BBU池配置光合分波器OMD,RRU节点配置光分插复用器OAD,BBU和RRU上的光模块均采用彩光模块,如下图所示。

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图 4 彩光直驱方案

彩光模块从技术类型上可细分为CWDM(稀疏波分复用)和DWDM(密集波分复用)两种。CWDM的信道间隔为20nm,由于波长间隔较宽,对激光器的技术指标要求也较低,所以光复用器/解复用器的结构简化,制造成本相对较低。而DWDM系统中波长间隔在0.2nm到1.2nm之间,远比CWDM的波长间隔要小,因而可以提供16/20波或32/40波的单纤传输容量,最大甚至可达160波,具有强大的拓展能力,但其造价也比CWDM高。芯科SFP+-CWDM-40-XX、SFP+-CWDM-80-XX系列以及、SFP+-DWDM-40、SFP+-DWDM-80系列均是优秀的彩光模块产品,可广泛用于光纤资源不足地区的C-RAN网络承载。

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图 5 XFP+-80-XX系列光模块

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