董曦

摘 要 本文分析了5G移動通信建設(shè)過程中的通信前傳技術(shù)，為有效的光纖傳輸提供了多種可能性，從波分復(fù)用前傳技術(shù)，時分復(fù)用的前傳技術(shù)，光載中頻信號傳輸前傳技術(shù)以及PHY 功能重構(gòu)前傳網(wǎng)絡(luò)等多種角度為5G移動通信前傳技術(shù)的研發(fā)提供了視角。

關(guān)鍵詞 光纖傳輸網(wǎng)；5G移動通信；前傳技術(shù)

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了快速地革新，5G通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)成為各大通信運營商重要的研究課題，與4G運行相比能夠?qū)崿F(xiàn)更為高效快捷地網(wǎng)絡(luò)運行。

1 移動通信前傳技術(shù)

隨著云無線接入網(wǎng)以及集中式接入網(wǎng)的建設(shè)，移動通信前傳網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)已經(jīng)成為目前通信網(wǎng)絡(luò)重要的研究方向，在5G通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)發(fā)展過程中要求積極建立有效的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)。5G通信網(wǎng)絡(luò)中的RRU對扇區(qū)、天線數(shù)量以及信號寬帶等提出了更高的要求，RRU的數(shù)據(jù)傳輸速度已經(jīng)能夠達到上百億。采用傳統(tǒng)形式下的CPRI 連接方式已經(jīng)難以有效達到網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需要。移動通信前傳技術(shù)的建設(shè)與發(fā)展迫在眉睫，能夠有效降低經(jīng)濟成本，同時實現(xiàn)較為高效地光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸[1]。

傳統(tǒng)的基站即BS包含了具有射頻傳輸和接收功能的RRU以及能夠進行數(shù)字信號處理功能的BBU。通過CPRI以及OBSAI進行接口連接。CPRI具有數(shù)據(jù)鏈路層以及物理層等部分，是目前應(yīng)用較為廣泛的接口協(xié)議之一。C-RAN的運用能夠在5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程中創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益，促進通信運營商積極進行技術(shù)革新。

2 光纖傳輸網(wǎng)的5G移動通信前傳技術(shù)分析

在5G通信網(wǎng)絡(luò)快速建設(shè)與發(fā)展的背景下，光纖傳輸網(wǎng)的5G移動通信前傳技術(shù)開發(fā)中充分運用了波分復(fù)用前傳技術(shù)，時分復(fù)用的前傳技術(shù)，光載中頻信號傳輸前傳技術(shù)以及PHY 功能重構(gòu)前傳網(wǎng)絡(luò)。

2.1 運用波分復(fù)用前傳技術(shù)

波分復(fù)用前傳技術(shù)在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的運用中較為簡便快捷，同時其成本也較低，在傳統(tǒng)5Gbit/s與的2.5bit/s運行的基礎(chǔ)之上構(gòu)建CPRI，具有較強的運行效率，能夠有效適應(yīng)室內(nèi)的相關(guān)設(shè)置。在系統(tǒng)運用中建立了兩條鏈路，首先是信息傳輸，其次是信息傳輸監(jiān)控。在具體的使用過程中能夠有效監(jiān)控光纖的需求量，但是同時也需要對網(wǎng)絡(luò)運行管理進行有效維護。在具體的運用過程中需要利用放射式半導(dǎo)體放大器實現(xiàn)無色收發(fā)機的功能。在5G移動通信建設(shè)過程中需要設(shè)置比較多的光模塊類型以及數(shù)量，但是在中站點的建立上難以有效滿足系統(tǒng)的運行需要。在系統(tǒng)的傳輸設(shè)置上可能難以滿足波分復(fù)用前傳技術(shù)的運行需要，由此應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體的實施情況采取相應(yīng)的應(yīng)對方案[2]。

2.2 運用時分復(fù)用的前傳技術(shù)

在目前5G移動通信的前傳上可以充分運用時分復(fù)用的前傳技術(shù)。與傳統(tǒng)的C-RAN技術(shù)不同，在C-RAN系統(tǒng)中可以運用時分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)，具有較強的適用性，同時由于其是在RRU中進行基帶處理，因此會在一定程度上延長數(shù)據(jù)的傳輸時間。要求在RRU基帶處理之前完成數(shù)據(jù)傳輸，同時在將無線調(diào)度充分完成之后再進行MAC 幀數(shù)據(jù)的傳輸工作。在數(shù)據(jù)傳輸至ONU的過程中可以有效發(fā)揮TDM-PON 的廣播特性，在充分進行各種有效的前期規(guī)劃工作之后，只需要將已經(jīng)被ONU選中的數(shù)據(jù)及時傳送至RRU，這種數(shù)據(jù)傳輸方式有效拓展了前傳網(wǎng)絡(luò)的有效帶寬，同時也延長了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間[3]。

2.3 光載中頻信號傳輸前傳技術(shù)的利用

在5G通信網(wǎng)絡(luò)的運行之下，增加了RRU結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，在數(shù)據(jù)傳輸過程中需要充分運用到MIMO（多入多出）技術(shù)。

在RRU運行過程中如果存在M個扇區(qū)位置，分別存在N根天線們，由此在RoF即光載無線的鏈路之中就具有M×N個中頻載波。與傳統(tǒng)WDM運行模式相比，IFoF系統(tǒng)能夠同時進行多項中頻傳輸，采用的處理方式是將WDM復(fù)用至一根光纖之上。由此，IFoF系統(tǒng)的運用能夠?qū)o張的寬帶資源進行充分利用，同時建立了一種有效管理波長的方式，降低了經(jīng)濟投入。但是在系統(tǒng)傳輸過程中，LD半導(dǎo)體激光器自身的性質(zhì)會影響到傳輸容量。同時長期演進增強系統(tǒng)即LTE-A系統(tǒng)的使用在信號傳輸過程中容易受到非線性失真因素的影響，這是由于其自身比較高的峰均功率比即PAPR數(shù)值所決定的[4]。

2.4 PHY 功能重構(gòu)前傳網(wǎng)絡(luò)的運用

在5G光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的建立過程中要求有效降低其經(jīng)濟成本，在經(jīng)濟投入與光纖傳輸之間達到最佳匹配。光傳輸帶寬應(yīng)當(dāng)不高與10 Gbit/s。IQ數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的運用一般能夠達到50%-30%的壓縮比值，難以有效適應(yīng)目前快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)對光纖傳輸?shù)囊?。基?G移動通信網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的需要，可以采取改變RRH 和BBU之間的功能分割點的策略，最終達到有效模擬與數(shù)字解決之間的充分結(jié)合。在具體的建設(shè)過程中可以采用分割物理層處理即SPP的解決方式，充分有效地構(gòu)建COMP即協(xié)作多點傳輸，同時也有效降低光傳輸帶寬，具有較高的應(yīng)用空間。

在具體的使用過程中，充分將SPP中的BS功能切分為了無線信道編碼以及其他相關(guān)的PHY結(jié)構(gòu)類型。下行鏈路的無線數(shù)據(jù)帶寬的具體運行方式對移動前傳網(wǎng)絡(luò)的最大光傳輸帶寬具有極大的影響作用，能夠產(chǎn)生相似于MAC與PHY之間的分割形式。即使由于MIMO的處理功能在一定程度上被分散，但是其技術(shù)依然達到了相對比較完善的程度，能夠有效接受并傳輸一些額外信號。

3 結(jié)束語

隨著目前通信技術(shù)的快速發(fā)展，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)行進在路上，對光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸提出了更高的要求，要求能夠有效建設(shè)高性能以及高速率的前傳網(wǎng)絡(luò)。目前已經(jīng)得到開發(fā)與運用的光纖傳輸網(wǎng)的5G移動通信前傳技術(shù)運用方式包括波分復(fù)用前傳技術(shù)、時分復(fù)用的前傳技術(shù)、光載中頻信號傳輸前傳技術(shù)以及 PHY 功能重構(gòu)前傳網(wǎng)絡(luò)等，在模擬與數(shù)字之間積極尋求有效平衡，對5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提出了更高的要求。

參考文獻

[1] 刁玉邦.基于光纖傳送網(wǎng)的5G移動通信前傳關(guān)鍵技術(shù)[J].通訊世界，2017，（8）：10-11.

[2] 潘國祥.芻議光纖傳送網(wǎng)下的5G移動通信前傳關(guān)鍵技術(shù)[J].通訊世界，2017，（6）：119-119.

[3] 王光全，沈世奎.滿足5G承載新需求G.metro技術(shù)優(yōu)勢明顯[J].通信世界，2017，（24）：47-47.

[4] 陳秀娟.5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)分析與研究[J].中國新通信，2017，19（7）：4-5.