以光纖傳送網(wǎng)為基礎(chǔ)的5G 移動通信前傳技術(shù)研究

段新芳，楊 琳

（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510310）

隨著先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，促進(jìn)我國移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)步伐的加快，且在移動通信技術(shù)研究領(lǐng)域也獲得了比較顯著的成就和突破。5G 移動通信是一種更加先進(jìn)的新型技術(shù)，該技術(shù)的設(shè)計與應(yīng)用的核心主要是：以光纖傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)為前提來對移動通信前傳技術(shù)進(jìn)行設(shè)計與建立。在現(xiàn)階段的移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，5G 移動通信前傳網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)形式大多選擇CPRI 網(wǎng)絡(luò)，然而由于人們對5G 移動通信具有非常多且各種各樣的高要求，因此需構(gòu)建起更為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，還需構(gòu)建起天窗、扇區(qū)數(shù)量更多的移動通信網(wǎng)絡(luò)形式，有效提高網(wǎng)絡(luò)通信帶寬，進(jìn)而在新的前傳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能的支持下，更好地滿足5G 移動通信的網(wǎng)絡(luò)需求[1]。

1 分析5G 移動通信通信技術(shù)

1.1 概述

對于5G 技術(shù)形式而言，該技術(shù)科學(xué)合理的運(yùn)用了多方面的先進(jìn)技術(shù)，包括：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、用戶體驗(yàn)、實(shí)時連接等。通過大量資料分析可以了解到：只有掌握了5G 通信技術(shù)的基本要求，在通信傳輸?shù)碾A段進(jìn)行速度調(diào)整，通常頻譜的設(shè)定達(dá)到約十倍，并適當(dāng)提升能量效率，提升超過十倍，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)5G 通信技術(shù)的目標(biāo)。對于通信技術(shù)的應(yīng)用，重點(diǎn)在于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合與應(yīng)用，與4G 通信技術(shù)相比，5G 技術(shù)形式既大大提高了網(wǎng)速，還具有更好地用戶體驗(yàn)[2]。為保證5G 通信技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用中充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，需要基于智能化技術(shù)，明確具體走向，實(shí)現(xiàn)資源的恰當(dāng)應(yīng)用。

通過分析現(xiàn)有的資料報道可以了解到：5G 技術(shù)形式在未來具有較為良好的發(fā)展趨勢。隨著無線接入網(wǎng)的設(shè)計進(jìn)一步發(fā)展，非正交多接入技術(shù)方式已應(yīng)用到5G 技術(shù)之中，較好地改善了資源的整體應(yīng)用；針對蜂窩網(wǎng)的覆蓋管理，應(yīng)對其進(jìn)行不斷縮小?，F(xiàn)如今，小蜂窩技術(shù)得以迅速發(fā)展，且小蜂窩網(wǎng)的主要特點(diǎn)為密集和超密集，在具體應(yīng)用中可實(shí)現(xiàn)商業(yè)化管理。在5G 技術(shù)的設(shè)定中，需要注重數(shù)據(jù)信息傳輸和管理、利用率等。此外，對于5G 移動通信技術(shù)而言，應(yīng)積極創(chuàng)新信息技術(shù)的路徑，將蜂窩和各種技術(shù)特征等運(yùn)用到移動通信管理之中，而針對特異性分析，需保證智能化發(fā)展需求，有效構(gòu)建起5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建后，從而有效節(jié)約網(wǎng)絡(luò)信息，為人們提供更好地網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)[3]。

1.2 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

現(xiàn)如今，針對5G 技術(shù)的應(yīng)用，主要借助RAT 方式預(yù)設(shè)。依據(jù)全球范圍內(nèi)的設(shè)計規(guī)范，在現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)上，進(jìn)行不斷的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析與調(diào)整。而針對現(xiàn)階段的技術(shù)應(yīng)用，從新型的異構(gòu)方式出發(fā)，具體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架包括以下三個方面：

一是，網(wǎng)絡(luò)部署場景分析。在5G 通信技術(shù)的應(yīng)用中，關(guān)鍵在于網(wǎng)絡(luò)部署，關(guān)于室內(nèi)場景的設(shè)計，用戶可借助室外天線設(shè)計來達(dá)到通信預(yù)設(shè)的目的；借助各種形式的設(shè)計后，可對通信系統(tǒng)加以有效利用，以此來達(dá)到高速傳輸?shù)哪康摹?/p>

二是，接入網(wǎng)的設(shè)計。針對接入網(wǎng)的設(shè)計，應(yīng)當(dāng)注重每一個設(shè)計指導(dǎo)，而針對現(xiàn)階段的多層面設(shè)計，需要不斷更新2G、3G、4G 等技術(shù)的接入方式，針對后續(xù)的設(shè)計，需要選擇單一的無線控制方式。同時，針對集中部署而言，主要依靠基站虛擬方式分配來實(shí)現(xiàn)。針對基帶的處理與控制，需要應(yīng)用SDR 技術(shù)形式，使之逐漸轉(zhuǎn)變成實(shí)時云架構(gòu)方式。此外，需要高度重視內(nèi)容邊緣的緩存設(shè)計，針對投遞設(shè)計，應(yīng)確保接入網(wǎng)的恰當(dāng)性，實(shí)現(xiàn)內(nèi)容邊緣緩存與投遞，在接入網(wǎng)中也會同時具備以往移動網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容存儲和分發(fā)功能，結(jié)合用戶的具體需求實(shí)現(xiàn)信息的傳遞，以此來為用戶提供更好地體驗(yàn)[4]。

三是，核心網(wǎng)設(shè)計。針對5G 核心網(wǎng)的變革，核心在于NFV 和SDN 模式為主，需將控制系統(tǒng)和分離系統(tǒng)充分應(yīng)用到驅(qū)動設(shè)計之中。SDN 連接方式與以往網(wǎng)絡(luò)模式加以連接，而以往的網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計中，轉(zhuǎn)發(fā)與控制系統(tǒng)是融合起來的，借助SDN 中集中式的網(wǎng)絡(luò)控制器，能夠在網(wǎng)絡(luò)分離以后，對數(shù)據(jù)流量進(jìn)行分配，這就使得5G技術(shù)具備各種不同的功能。

2 以光纖傳送網(wǎng)為基礎(chǔ)的5G 移動通信前傳技術(shù)

2.1 集中式的基本構(gòu)架

以往的基站組成內(nèi)容涉及到多個部分，其中基礎(chǔ)設(shè)計主要實(shí)現(xiàn)的是基帶單元設(shè)計，而數(shù)字信號處理主要實(shí)現(xiàn)的是信息系統(tǒng)的構(gòu)成。如：在RRU 系統(tǒng)中，接受功能分析的實(shí)現(xiàn)，主要依靠于系統(tǒng)射頻的傳輸。針對以往的CPRI 連接協(xié)議方式而言，該方式有助于接口設(shè)計的吻合性，當(dāng)前隨著網(wǎng)絡(luò)信息的進(jìn)一步發(fā)展，運(yùn)營商開始注重CPRI 連接協(xié)議方式的有效利用，以此來保證基本框架的有效。關(guān)于集中式的管理方式而言，這是當(dāng)下一種新的無線接入網(wǎng)設(shè)計形式，針對具體的設(shè)計，主要選擇協(xié)作化、集中化等作業(yè)形式加以計算。對于接入網(wǎng)的設(shè)計，應(yīng)少量使用基站機(jī)房，需借助虛擬化和寫作化等技術(shù)來完成能源消耗設(shè)計，以此來實(shí)現(xiàn)資源共享與恰當(dāng)配置。

2.2 基于純數(shù)字信號CPRI 協(xié)議來建立前傳網(wǎng)絡(luò)

一是，波分復(fù)用的前傳網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)如今，針對前傳網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，主要選用2.5或者5Gb/s 的CPRI 協(xié)議，其屬于一種建立在原始基礎(chǔ)上的系統(tǒng)，主要優(yōu)勢在于：結(jié)構(gòu)簡單、成本較低。通?？稍谑彝猸h(huán)境中加以有效應(yīng)用，只有確保前傳網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，方可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的保障[5]。波分復(fù)用的前傳網(wǎng)絡(luò)主要傳輸路線涉及到兩個方面，一方面是鏈路傳輸?shù)谋O(jiān)控，另一方面是信息傳輸，能夠在極大程度上降低光纖的需要量，同時也大大提升了相應(yīng)的維護(hù)和管理任務(wù)量。該技術(shù)可將反射式半導(dǎo)體作為放大器，以此來實(shí)現(xiàn)無色收發(fā)機(jī)的作用，而光模塊就是5G 通信技術(shù)中關(guān)鍵構(gòu)成部門，然而其具有非常多種類型，需要借助先進(jìn)的技術(shù)才能夠達(dá)到相關(guān)要求，故而選擇無色波分復(fù)用技術(shù)，既可使之成為分辨速率的工具。

二是，時分復(fù)用的前傳網(wǎng)絡(luò)。這種方式的優(yōu)勢在于：簡單、成本低廉，然而因?yàn)槭艿綌?shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間較長、一般光帶寬方面的影響，使得該方式在具體應(yīng)用過程中往往會出現(xiàn)一些問題。通常而言，BBU 所發(fā)出的數(shù)據(jù)信號主要傳輸路徑為：先到CPRI，然后傳送至太網(wǎng)傳播器，再傳送至數(shù)據(jù)管線終端，最后傳送至光網(wǎng)絡(luò)單元，借助轉(zhuǎn)換器傳送至RRH，從而實(shí)現(xiàn)整個數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和傳輸。

2.3 純模擬信號傳輸前傳網(wǎng)絡(luò)光在載中頻

RRU 是一種非常復(fù)雜的技術(shù)，而與這一技術(shù)相比，5G 技術(shù)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度更高，且該技術(shù)與其他技術(shù)的相互融合，使之具備更大的難度。基于這一背景，可對光載中頻技術(shù)加以充分利用，來對5G 技術(shù)應(yīng)用中存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難度大等問題加以有效解決，使之符合相關(guān)要求。在5G 移動通信前傳技術(shù)系統(tǒng)中，所有波長均有與之對應(yīng)的傳輸中頻，主要優(yōu)勢在于：在現(xiàn)階段條件有限和寬帶資源相對缺乏的情況下依然能夠?qū)崿F(xiàn)信號傳輸，還能夠減少運(yùn)行成本，為運(yùn)營商帶來更多的效益。同時，該技術(shù)系統(tǒng)能夠?qū)ΣㄩL進(jìn)行協(xié)同有效的管理。而不足之處在于：會受到半導(dǎo)體激光器的影響，使之傳輸率受到限制；且長期增強(qiáng)系統(tǒng)信號，將會在很大程度上提高系統(tǒng)的功率，極易導(dǎo)致非線性產(chǎn)生失真[6]。

2.4 物理層功能重構(gòu)的前傳網(wǎng)絡(luò)

通過更加簡便地發(fā)展前傳網(wǎng)絡(luò)，能夠較好地減少移動前傳網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行成本。為能夠有效降低寬帶傳輸，最好的方式是對RRH 與BBU 之間的功能進(jìn)行有效變換，這樣能夠使模擬信號和數(shù)字信號之間保持平衡專題，形成分割物理層處理法，從而較好地減少寬帶的光傳輸，并能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)傳輸。針對SPP 結(jié)構(gòu)而言，基站功能具體由無線信號編碼和相關(guān)信號調(diào)制、MIMO 處理，其中下行鏈路無線數(shù)據(jù)寬帶直接關(guān)系到該模式中網(wǎng)絡(luò)的最大傳出量。

3 結(jié)束語

現(xiàn)如今，人類已進(jìn)入到信息化時代，人們對網(wǎng)絡(luò)速度也提出了更高地要求，這也促進(jìn)了移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展。基于此，5G 通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并受到信息行業(yè)的廣泛關(guān)注，該技術(shù)的核心在于移動前傳，相關(guān)人員必須對這一核心內(nèi)容進(jìn)行深入探究，確保移動前傳在5G通信技術(shù)應(yīng)用中的優(yōu)勢和作用得以充分發(fā)揮，這樣才能夠有效推動5G 移動通信前傳技術(shù)的良好發(fā)展。