無線定點存取網路

5G Wireless Fixed Access

5G 行動去程

CPRI 標準建議在集中式基頻單元 (BBU) 與 Remote Radio Head (RRH) 之間採取有線連接。目前 CPRI 標準指定最高 12.16512 Gbit/s 的位元速率，但即將到來的 5G 將要求每個細胞至少 100 Gbit/s，而且預期不久將會面臨提升位元速率的技術障礙。因此，目前正在研究可封裝與傳輸 CPRI 等的 Radio over Ethernet (RoE) 技術，它在實際使用時可達 100 Gbit/s 的速度，在標準化之下則可達到 400 Gbit/s。RoE 技術本身有訊框抖動、基地台同步、頻率與時間同步等問題。因此，目前正在探討結合使用 RoE、同步乙太網路 (SyncE) 及 IEEE1588v2 Precision Time Protocol (PTP)，以及討論以次世代去程介面 (NGFI) 標準替代 CPRI。

5G The evolution of cell sites
(圖)行動基地台的進化

集中式無線接取網路

Cloud RAN 是快速研發中的概念，並已準備進行商業部署。其目標是將 RAN 網路的功能 (例如 eNodeB for LTE、NodeB 及 RNC for 3G) 集中在雲端伺服器，如此一來，需要實體配置於行動基地台的只有 eNodeB 的實體收發器與天線。如此一來就能提供更具成本效益的部署，特別是對於「小型基地台」或用於提升容量或填補涵蓋範圍缺口的本地行動基地台而言。Cloud RAN 概念利用 CPRI 等技術的優點，使基地台的基頻至 TRX 連結能在專屬高速光纖連結上傳送。此技術已針對 Remote Radio Head (RRH) 用途進行開發，其 TRX/天線與基地台基頻的距離從數公尺 (行動基地台支柱的頂部與底部) 到最遠數百或數公里遠 (例如大樓或購物中心部署，單部基頻服務所有 TRX/天線站台)。因此，Cloud RAN 進一步擴展相同的概念，網路區域中所有的 TRX/天線站台皆可透過光纖環連接至集中式基頻伺服器。當然，此技術目前依賴專屬光纖存取各個行動基地台，某些情況下的部署恐將因此受限。我們稍後將會看到，目前已有平行研究為 Cloud RAN 提供適合的無線回載。此處的關鍵挑戰是在整個無線回載提供低延遲與高可用性，因為 NodeB 的基頻演算法要求僅幾毫秒的延遲，以符合基地台排程與再傳送功能的需求。

安裝與維護問題

轉移至 RRH 基礎的行動基地台，就能享有彈性、效能提升及成本撙節效應。但是，無線網路數量與密度的增加，加上更加擁擠的頻譜，大幅提高了此種網路對於 RF 干擾與被動互調 (PIM) 的脆弱性。基地台用於行動寬頻的寬頻接收器對於站台的 PIM 更為敏感 (舊有的 GSM 窄頻接收器的脆弱性較低)。因此，站台的 PIM 問題 (品質不良或腐蝕的連接器、金屬反射器等) 將造成上鏈敏感度問題，導致細胞的品質不良。由於下鏈不受影響，一般的站台調查與涵蓋範圍檢查可能不會偵測到此問題。

能夠透過 CPRI 連結執行 RF 測量，憑藉強大的工具直接調查干擾與 PIM 問題，無需攀爬至高處進行檢查，若是遠端設置 BBU，甚至無需到達行動基地台現場。

CPRI/OBSAI 光纖檢查

為了以較低的成本回應更高傳輸速率的需求，無線網路供應商轉而採用 Remote Radio Head (RRH)，其無線電設備透過光纖纜線連接至基頻單元 (BBU)。如此可為行動基地台的部署帶來全新層級的彈性，包括將 RRH 設置於塔頂 (以降低 RF 損耗) 或將 BBU 配置於遠端位置 (以提升營運效率)。

5G Cellular tower showing typical RRH installation behind antennas
(圖) 典型將 RRH 安裝於天線後方的蜂窩通訊塔

隨著此全新的彈性架構，需要在 BBU 與 RRH 之間使用具有相同彈性的介面。符合此條件的兩個介面為開放式基地台架構計劃 (OBSAI) 與通用公共無線電介面 (CPRI)。在此兩種介面的實作中，OBSAI 較為複雜，而 CPRI 技術目前已運用於大多數的全新安裝案例。CPRI 將複雜性進一步推升至更高的系統層級，因此能以最少的組態建立 BBU 與 RRH 之間的連接。CPRI 已成為更為通用的標準，製造商也得以依據其需求自訂介面。同時，後續發佈的 CPRI 的高傳輸速率潛力，可讓供應商確保正式推出服務之際，均能滿足未來的需求。