基于光纖傳送網(wǎng)的5G移動(dòng)通信前傳關(guān)鍵技術(shù)

摘 要：現(xiàn)階段，移動(dòng)通信前傳網(wǎng)絡(luò)在云無(wú)線接入網(wǎng)中無(wú)疑是占據(jù)著重要地位，隨著現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)科學(xué)技術(shù)的不斷提高，用戶寬帶需求也正處于持續(xù)上升狀態(tài)，相應(yīng)的對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸速度就提出了更高標(biāo)準(zhǔn)要求，需相關(guān)人員能結(jié)合當(dāng)前情況提出合理化移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用建議，便于更好解決網(wǎng)絡(luò)傳遞存在問(wèn)題，促使我國(guó)移動(dòng)通信傳輸行業(yè)朝向更好方向前進(jìn)。本文主要對(duì)光纖傳送網(wǎng)背景下的5G移動(dòng)通信前傳技術(shù)手段應(yīng)用展開(kāi)深入化分析，僅供相關(guān)專(zhuān)業(yè)人士參考借鑒。

關(guān)鍵詞：光纖傳送網(wǎng)；5G移動(dòng)通信；前傳關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）17-0317-02

根據(jù)當(dāng)前情況的調(diào)查分析了解到，移動(dòng)通信前傳網(wǎng)絡(luò)大多采用公共無(wú)線電接口協(xié)議。然而出于對(duì)5G移動(dòng)通信需求的充分考慮，往往需要更加復(fù)雜化且數(shù)量較多扇區(qū)，借此便于獲得準(zhǔn)確性較高信號(hào)寬帶，必要時(shí)還可適當(dāng)壓縮數(shù)據(jù)傳遞單元，借助CPRI進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸，構(gòu)建一種全新形式的移動(dòng)前傳結(jié)構(gòu)，便于為人們?nèi)粘Ｉ钐峁└右苿?dòng)通信服務(wù)。

1 云無(wú)線接入網(wǎng)的基礎(chǔ)架構(gòu)闡述

據(jù)調(diào)查顯示，以往傳統(tǒng)基站主要是由兩方面內(nèi)容組合而成：①擁有信號(hào)傳遞接收功能的RRU；②具備數(shù)字信號(hào)處理功能的基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，并且借口之間聯(lián)系還可通過(guò)以往傳統(tǒng)基站構(gòu)建協(xié)議，所以常常將CPRI看作是借口協(xié)議。同時(shí)無(wú)線接入網(wǎng)形成可謂是經(jīng)歷了由一體化基站轉(zhuǎn)變成分布形式基站的整個(gè)過(guò)程，最終演變生成C-RAN，并且還可將C-RAN看做是分布形式基站演變的最終結(jié)果，不但能實(shí)現(xiàn)開(kāi)放性和虛擬性網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)的積極構(gòu)建，還能以云計(jì)算為核心要素，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息資源的動(dòng)態(tài)共享，未來(lái)發(fā)展前景較為廣闊。除此之外，以往傳統(tǒng)基站還常常被劃分為單個(gè)射頻和基帶單元兩種，其中單個(gè)射頻主要是以實(shí)體形式存在，而基帶單元?jiǎng)t大多處于虛擬化狀態(tài)。

總體來(lái)說(shuō)，將4G向5G方向轉(zhuǎn)變，不僅僅代表的是使用性能和傳輸速度的提高，更重要的是全智能化水平，當(dāng)前移動(dòng)通信供應(yīng)商正在與移動(dòng)通信系統(tǒng)管理組織展開(kāi)有效協(xié)調(diào)合作，特別是在技術(shù)領(lǐng)域更是構(gòu)建了以服務(wù)為核心的一體化移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，據(jù)調(diào)查了解到，5G時(shí)代背景下手機(jī)等設(shè)備下載速度已達(dá)到1千兆比特，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出此標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)種種現(xiàn)象可以證明5G時(shí)代將在全世界范圍內(nèi)迅速擴(kuò)散應(yīng)用，將對(duì)人們?nèi)粘Ｉ顜?lái)嚴(yán)重影響后果。但目前5G技術(shù)仍處于不斷創(chuàng)新研發(fā)中，為充分滿足上述要求還需展開(kāi)進(jìn)一步探索完善。

2 光纖傳送網(wǎng)背景下5G移動(dòng)通信前傳網(wǎng)絡(luò)實(shí)施方案

2.1 數(shù)字信號(hào)協(xié)議下的前傳網(wǎng)絡(luò)

通常來(lái)說(shuō)，可將該方面內(nèi)容劃分為以下兩點(diǎn)：

（1）波分復(fù)用前傳網(wǎng)絡(luò)。基于短期可獲得效益情況來(lái)看，前傳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建大多是參照傳統(tǒng)5Gbit/s構(gòu)建的CPRI，往往該種類(lèi)型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在主要優(yōu)勢(shì)便是整體構(gòu)建較為簡(jiǎn)便快捷，且投資成本較低，特別是在外界環(huán)境下應(yīng)用更能保證網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸安全可靠性。同時(shí)在該系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，其中一條鏈路存在作用常常是應(yīng)用于數(shù)據(jù)信息傳遞，而另一條鏈路則是對(duì)傳遞整個(gè)過(guò)程實(shí)施監(jiān)控，借此最大限度降低光纖實(shí)際需求量，但相應(yīng)的也增加了一定程度的網(wǎng)絡(luò)管理費(fèi)用成本。由此可知，波分復(fù)用前傳網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的主要目的在于如何通過(guò)反射式半導(dǎo)體放大器來(lái)達(dá)到無(wú)色收發(fā)機(jī)效果，而5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)也常常因中站點(diǎn)設(shè)置較多，再加上光模塊類(lèi)型和數(shù)量較多，導(dǎo)致波分復(fù)用實(shí)現(xiàn)難度較大，在這種情況下就應(yīng)積極引進(jìn)無(wú)色波復(fù)用關(guān)鍵技術(shù)，將光模塊僅僅看作是速率區(qū)別工具，不需要對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行區(qū)分辨別，如圖1所示。

（2）時(shí)分復(fù)用前傳網(wǎng)絡(luò)。借助一種投資成本較為廉價(jià)多信道波分復(fù)用技術(shù)，促使時(shí)分復(fù)用技術(shù)達(dá)到前傳網(wǎng)絡(luò)目的，然而卻經(jīng)常受到數(shù)據(jù)信息傳遞時(shí)間和光帶寬等因素約束，需相關(guān)人員能夠及時(shí)提出針對(duì)性解決方案。具體實(shí)施步驟如下：利用系統(tǒng)運(yùn)行架構(gòu)中的集中池將數(shù)據(jù)信息順利傳送到CPRI，并利用以太網(wǎng)傳播器將其運(yùn)送到管線終端位置，隨后便可將移動(dòng)通信前傳網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分送到各個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元結(jié)構(gòu)中，最終利用轉(zhuǎn)換器運(yùn)送到RRH中。除此之外，光纖傳送網(wǎng)條件下的新技術(shù)還包括如何將網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成以太網(wǎng)，盡管網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整體投資成本會(huì)大幅度下降，但前傳網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息卻會(huì)成為第二層數(shù)據(jù)，所以最常使用手段便是時(shí)分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)。在此期間還需注意一點(diǎn)就是因系統(tǒng)傳輸大多是在RRU中實(shí)現(xiàn)完成，所以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息傳遞時(shí)間和工作效率常常容易受到約束控制，導(dǎo)致這種現(xiàn)象出現(xiàn)的根本原因便在于需在完成無(wú)線調(diào)度工作后方可展開(kāi)數(shù)據(jù)處理，若想有效解決這一問(wèn)題，就需工作人員能充分發(fā)揮時(shí)分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)存在作用，確保無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能將數(shù)據(jù)信息順利傳遞到ONU之中，并且在準(zhǔn)確規(guī)劃安排結(jié)束后還要能將數(shù)據(jù)信息重新送回RRU中，完成數(shù)據(jù)信息傳遞的整個(gè)過(guò)程，通常該種方式不但能進(jìn)一步延長(zhǎng)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，還能大范圍增加移動(dòng)通信前傳網(wǎng)絡(luò)帶寬，促使移動(dòng)通信傳遞能夠更加高質(zhì)量完成。

2.2 模擬信號(hào)移動(dòng)通信傳輸前傳網(wǎng)絡(luò)中頻

根據(jù)相關(guān)調(diào)查了解到，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的RRU系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜化，并且容易與其他技術(shù)結(jié)合在一起。因此為保證該通信系統(tǒng)的安全運(yùn)行，以波分復(fù)用為核心的前傳網(wǎng)絡(luò)中頻技術(shù)應(yīng)用就逐漸開(kāi)始向廣泛化方向過(guò)渡。假如RRU系統(tǒng)中包含眾多扇區(qū)，并且每個(gè)扇區(qū)都涉及到交錯(cuò)縱橫天線，那么光載天線就包含若干中頻載波，只有帶有基帶數(shù)據(jù)信息中頻便能借助波分復(fù)用順利滲透到各個(gè)光纖結(jié)構(gòu)中，經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明該種傳遞程序明顯要比以往傳統(tǒng)波分復(fù)用系統(tǒng)更加優(yōu)秀，進(jìn)而不但能保證每一段波長(zhǎng)都擁有較多中頻信號(hào)，而且還能充分突出該系統(tǒng)存在優(yōu)勢(shì)，大幅度降低運(yùn)行投資成本，對(duì)波長(zhǎng)實(shí)施合理化管理措施。但同時(shí)該種運(yùn)行系統(tǒng)也存在著一定不足之處，主要便是傳遞容量在受到半導(dǎo)體激光因素影響下會(huì)出現(xiàn)一定限制性作用，并且如果長(zhǎng)期使用該種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還會(huì)大大提高風(fēng)險(xiǎn)隱患，需相關(guān)人員能綜合考慮各方面因素做出最終科學(xué)決定，防止對(duì)5G移動(dòng)通信前傳網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行帶來(lái)任何不利影響。

2.3 物理層結(jié)構(gòu)背景下的前傳網(wǎng)絡(luò)

為確保5G移動(dòng)通信前傳網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更加順利，極大降低前傳網(wǎng)絡(luò)成本費(fèi)用，通常工作人員需將光傳輸帶寬控制在10Gbit/s范圍內(nèi)，雖然數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)手段也能對(duì)傳輸距離進(jìn)行適當(dāng)縮短，但如果只能壓縮一半甚至更少距離則無(wú)法滿足運(yùn)輸實(shí)際需求。因而為有效解決傳輸帶寬問(wèn)題，最佳方式便是將RRH和BBU之間的使用功能有效轉(zhuǎn)換，提出相對(duì)可行操作實(shí)施方案，確保將數(shù)字解決和模擬控制在平衡狀態(tài)下，形成一種全新形式的物理層分割處理結(jié)構(gòu)形式，只有達(dá)到這一要求才能縮短光傳輸帶寬，實(shí)現(xiàn)寫(xiě)作多點(diǎn)傳輸目標(biāo)。除此之外，在SPP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)背景下，基站存在作用將被劃分成若干無(wú)線編碼和無(wú)線調(diào)制展開(kāi)處理，這時(shí)前傳網(wǎng)絡(luò)的光傳輸帶寬則是由鏈路無(wú)線數(shù)據(jù)帶寬大小來(lái)決定，盡管MIMO使用功能被分割但分割物理層處理結(jié)構(gòu)卻是能夠借助一定信號(hào)完成接收工作，便于為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行提供良好保障性條件。

2.4 光纖傳送網(wǎng)下的全頻段技術(shù)

根據(jù)對(duì)現(xiàn)階段的調(diào)查分析了解到，當(dāng)前工作頻段普遍以3GHz為主，頻譜資源始終處于匱乏短缺狀態(tài)，為有效解決這一問(wèn)題，高頻段的合理使用是尤為重要。因此這就可以將全頻段技術(shù)手段貫徹應(yīng)用到5G移動(dòng)通信前傳網(wǎng)絡(luò)中，充分發(fā)揮頻譜資源存在優(yōu)勢(shì)，不但能極大擴(kuò)展系統(tǒng)結(jié)構(gòu)容量大小還能切實(shí)提高數(shù)據(jù)傳輸效率。當(dāng)前對(duì)5G移動(dòng)通信全頻段技術(shù)的研究范圍普遍在10～100GHz之間，既能對(duì)日后移動(dòng)通信覆蓋范圍有一個(gè)擴(kuò)展幫助作用，又能對(duì)移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的順利運(yùn)行提供良好保護(hù)作用，并且全頻段技術(shù)還具有收益高、容量小等優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也必然存在著一定劣勢(shì)，即為穿透力較差、傳遞距離較長(zhǎng)及容易受到外界因素影響等，都需相關(guān)人員能夠提高重視程度，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步創(chuàng)新完善，防止對(duì)5G移動(dòng)通信前傳網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行帶來(lái)任何不利影響。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，前傳網(wǎng)絡(luò)作為5G移動(dòng)通信中的重要組成部分之一，在現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展中已逐漸受到各界人士廣泛重視，越來(lái)越多專(zhuān)業(yè)人士開(kāi)始針對(duì)5G架構(gòu)展開(kāi)創(chuàng)新型研究探索，各種先進(jìn)新型前傳網(wǎng)絡(luò)實(shí)施方案是層出不窮。然而根據(jù)實(shí)際情況來(lái)看，無(wú)論是時(shí)分復(fù)用前傳網(wǎng)絡(luò)還是波分復(fù)用前傳網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中都存在著一定不足之處，且成本費(fèi)用較高，但將其二者綜合比較卻得出這樣結(jié)論，模擬信號(hào)條件下的前傳網(wǎng)絡(luò)未來(lái)發(fā)展前景較好，仍需相關(guān)專(zhuān)業(yè)人士不斷展開(kāi)創(chuàng)新式深入研究，促使移動(dòng)通常前傳網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳遞能夠更加順利，為相關(guān)行業(yè)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

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收稿日期：2018-5-11