CPRI vs. eCPRI - in 5G-Perspektive

5G ist zur Realität geworden und wir können sehen, wie es mit der Zeit an Popularität gewinnt. Mehr und mehr internetbasierte Anwendungen kommen online. Vom Bankwesen bis zur Bildung und von der Unterhaltung bis zum Gaming - fast jede Branche nutzt das Internet in vollem Umfang. In diesem Jahrzehnt haben wir ein exponentielles Wachstum sowohl bei der Anzahl der Internetnutzer als auch beim Datenverkehr erlebt. Die Popularität von Video-Sharing-Diensten und Video-Streaming-Diensten wie YouTube und Netflix haben die Internet-Service-Provider unter immensen Druck gesetzt.

Wie bereits erwähnt, wird das Internet und insbesondere das neu eingeführte 5G-Netz mit vielen Herausforderungen in Bezug auf Geschwindigkeit, Bandbreite und Zuverlässigkeit konfrontiert werden. Es wird davon ausgegangen, dass CPRI und eCPRI eine sehr wichtige Rolle bei der Abschwächung der geschwindigkeits- und bandbreitenbezogenen Herausforderungen in 5G-Installationen spielen werden. In diesem Artikel werden wir den Unterschied zwischen diesen beiden Protokollen und ihre Bedeutung in 5G-Umgebungen diskutieren.

Common Public Radio Interface wird als CPRI abgekürzt. Dieses Protokoll befasst sich mit der Schnittstellenspezifikation zwischen Radio Equipment Control (REC) und RE (Radio Equipment), die in 5G-Netz-Basisstationen eingesetzt werden und für den Umgang mit zellularen Funknetzen konfiguriert sind.

CPRI ist nach wie vor eine bevorzugte Wahl in mehreren Generationen von Mobilfunknetzen für die Abwicklung der Front-Haul-Kommunikation zwischen Basisstationen und Türmen. Common Public Radio Interface ist bekannt für seine flexiblen und effizienten I/Q-Datenschnittstellen für mehrere Standards, einschließlich (aber nicht beschränkt auf) LTE, GSM, WCDMA, etc.

Die Einführung neuer 5G-Anwendungen erfordert flexible und zuverlässige Fronthaul-Konfigurationen. eCPRI ist eine erweiterte Version von CPRI, die Verbindungen zwischen eRE und eREC über ein Fronthaul-Transportnetz definiert. Es ist nicht falsch zu sagen, dass eCPRI hauptsächlich für 5G-Systeme, LTE-Advanced und -Advanced Pro Kommunikationsstandards verwendet wird.

Für fortschrittliche 5G-Anwendungen bietet das eCPRI die richtige Balance aus Durchsatz, Zuverlässigkeit und Latenz und es wird allgemein erwartet, dass dieses Protokoll die 5G-Netzwerke unterstützen wird, indem es das Element der höheren Effizienz einbringt. In diesem Zusammenhang ist es auch wichtig zu erwähnen, dass eCPRI eine offene Schnittstelle ist, die es Netzbetreibern ermöglicht, zusammenzuarbeiten - ein Faktor, der beim Aufbau von schnelleren und besser verbundenen Netzen auf der ganzen Welt helfen kann.

Häfen Klassifizierung

CPRI verfügt über Slave-Ports und Master-Ports. Diese Ports können direkt über elektrische oder optische Glasfaserkabel angeschlossen werden. Auf der anderen Seite unterstützt eCPRI keine Slave- oder Master-Port-Klassifizierung auf der Ebene der physikalischen Schicht.

Unterstützung logischer Verbindungen

Sowohl eCPRI als auch CPRI unterstützen unterschiedliche logische Verbindungen. CPRI unterstützt nur logische Punkt-zu-Punkt- und Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen, während mit eCPRI auch Verbindungen vom Typ Mehrpunkt-zu-Mehrpunkt möglich sind. Somit ist eCPRI im Bereich der logischen Verbindungen die bessere Wahl. Bei Punkt-zu-Punkt-Verbindungen kann eine REC mit einer RE gekoppelt werden. Bei logischen Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen wird ein REC mit mehreren RECs verbunden. Bei Mehrpunkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen hingegen wird eine Schnittstelle zwischen mehreren eRECs und eREs erreicht.

Netzwerk-Knoten

Bei CPRI hängen die möglichen Topologien der Netzknoten von REC/RE-Funktionen ab. Dagegen bietet eCPRI sowohl Fronthaul-Netzknoten als auch andere Netzwerkelemente wie EMS/NMS (für das Netzwerkmanagement) und GM/BC (für die Zeitsteuerung).

5G Anwendbarkeit

Die Verbindung zwischen der Baseband Unit (BBU) und der Remote Radio Head/Unit (RRH/RRU) wird allgemein als Fronthaul bezeichnet. Die rechenfähigen und mit Antennen ausgestatteten Remote Radio Head Units sind oft im Abstand von wenigen Kilometern in Vororten und Städten am äußersten Rand jeder zellularen Netztopologie verteilt. Die BBUs werden in der Regel in der Umgebung von Städten verteilt (in einem Radius von etwa 10 Meilen), um eine gute Abdeckung in dicht besiedelten Gemeinden zu erreichen.

Sowohl CPRI als auch eCPRI können im 5G-Fronthaul in Betracht gezogen werden. Allerdings ist eCPRI weitaus besser geeignet als CPRI. Das CPRI definiert zahlreiche verschiedene Leitungsbitraten, um die gewünschte Kosteneffizienz und Flexibilität zu bieten. Die folgende Tabelle enthält Informationen über alle möglichen CPRI-Leitungsbitraten, wie sie in der offiziellen Dokumentation für CPRI V7.0 definiert sind.

Aus der Tabelle lässt sich leicht ableiten, dass die Transportkapazität eine direkte Funktion der CPRI-Leitungsrate ist. Die CPRI-Leitungsratenoption 10 wäre die beste Wahl für 5G-Netzwerke, in denen eine große Bandbreite gewünscht ist. Allerdings kann der Betrieb eines 5G-Netzes an oder nahe der CPRI-Obergrenze (Option 10) das CPRI in Frage stellen, ob es eine brauchbare Wahl ist oder nicht? Außerdem unterstützt CPRI keine verschiedenen fortschrittlichen Netzwerke, die von anderen verfügbaren Mainstream-Standards weitgehend unterstützt werden. Diese Einschränkungen von CPRI führten zur Gründung von eCPRI im Jahr 2017

eCPRI reduziert Jitter und Latenz für Netzwerke mit hoher Priorität, was zu einer besseren Effizienz des 5G-Fronthaul-Netzwerks führt. Im Gegensatz zu CPRI verfügt eCPRI über ein integriertes Funktionssplitting innerhalb der späteren physikalischen Einheit, um die meisten Funktionen in der BBU zu behalten - eine Funktion, die beim Aufbau eines Netzwerks mit begrenzter Funkausrüstung (RE) auf dem Turm hilft und die schnelle Einführung fortschrittlicher Netzwerkfunktionen ohne umfangreiche Hardware-Upgrades gewährleistet.

Fazit

• Sowohl CPRI als auch eCPRI können für 5G-Netzwerke in Betracht gezogen werden
• eCPRI bietet optimale Funkleistung durch Priorisierung und Analyse des Datenverkehrs in Echtzeit
• größere Zuverlässigkeit und Flexibilität kann mit eCPRI durch die Funktionsaufteilung der BBU-Einheit erreicht werden
• Im Allgemeinen eignet sich CPRI am besten für herkömmliche Systeme und eCPRI ist eine bessere Option für die 5G-Mobilfunkkommunikation