CPRI ou eCPRI : Quelles sont leurs Différences et Significations pour la 5G ?

Alors que la 5G est de plus en plus présente dans notre quotidien, la fibre reliant les unités en bande de base et les unités radio subira une augmentation du trafic, entraînant des exigences plus élevées pour la bande passante de la fibre actuelle. Les protocoles CPRI et eCPRI auront un rôle important à jouer dans les réseaux 5G pour résoudre ce type de problèmes. Cet article analyse les différences entre les deux protocoles et leur importance pour la 5G.

Que sont CPRI et eCPRI ?

CPRI, ou Interface Radio Publique Commune (Common Public Radio Interface en anglais) définit une spécification d’interface essentielle entre REC (Radio Equipment Control) et RE (Radio Equipment) des stations de base radio utilisées pour les réseaux cellulaires sans fil. Il s'agit de protocoles de choix pour les communications de fronthaul entre les tours et les stations de base (BS) à travers plusieurs générations de réseaux sans fil. CPRI dispose d'interfaces de données I/Q efficaces et flexibles pour diverses normes, telles que GSM, WCDMA, LTE, etc.

Avec l'introduction de nouvelles applications 5G, des configurations fronthaul flexibles sont nécessaires. Crée après CPRI, eCPRI définit les spécifications de connexion entre le eREC et le eRE via le réseau de transport fronthaul. Il est principalement utilisé pour les systèmes 5G, LTE-Advanced et LTE-Advanced Pro. La spécification eCPRI permet d'équilibrer des éléments importants en matière de latence, de débit et de fiabilité pour les applications 5G avancées. En outre, eCPRI est une interface ouverte, permettant aux opérateurs de collaborer de manière plus complémentaire, afin d’obtenir des réseaux mieux connectés et plus rapides à travers le monde.

CPRI et eCPRI : Quelles sont leurs similitudes et leurs différences ?

Bien que CPRI et eCPRI supportent des fonctions telles que la redondance, la sécurité et la QoS, ils présentent de nombreuses différences, principalement dans les quatre aspects suivants : classification des ports, connexions logiques prises en charge, nœuds de réseau et applicabilité 5G.

Classification des Ports

CPRI supporte des ports maîtres et des ports esclaves. Ces ports peuvent également être directement connectés via les câbles optiques ou les câbles électriques au sein du CPRI. Alors que eCPRI ne prend pas en charge la classification des ports maître ou esclave au niveau physique.

Connexions Logiques

CPRI et eCPRI prennent en charge différentes connexions logiques, ce dernier offrant une connexion de plus que le premier. CPRI prend en charge les connexions de point à point (un REC avec un RE) et de point à multipoint (un REC avec plusieurs RE). Alors que eCPRI supporte les connexions de point à point (un eREC avec un eRE), de point à multipoint (un eREC avec plusieurs eRE) et de multipoint à multipoint (plusieurs eREC avec plusieurs eRE).

Nœuds de Réseau

Les topologies des nœuds de réseau avec CPRI dépendent des fonctions REC/RE. Dans le cadre de l'eCPRI, outre les nœuds eREC/eREs, les nœuds eCPRI incluent le réseau de transport (réseau fronthaul) et d'autres éléments de réseau, tels que GM/BC utilisé pour la synchronisation et EMS/NMS pour la gestion du réseau.

Application 5G

La connexion entre le RRH/RRU (tête/unité radio à distance) et le BBU (unité de bande de base) est souvent appelée « fronthaul ». Les RRH/RRU, qui contiennent des antennes et certaines fonctions informatiques, sont souvent distribuées tous les quelques kilomètres dans les villes et les banlieues, aux périphéries de la topologie d'un réseau cellulaire. Les BBU sont généralement répartis dans des périmètres d'environ 15 km afin d’assurer une couverture optimale dans les zones à forte densité de population.

CPRI et eCPRI peuvent tous deux être utilisées dans le fronthaul 5G. Cependant, eCPRI est mieux adapté que CPRI pour le fronthaul 5G. Voici dix performances de réseau différentes basées sur CPRI.

Dans le tableau, nous pouvons voir clairement la capacité de transport correspondante pour différents débits de ligne CPRI. Étant donné que la 5G nécessite une expansion considérable de la bande passante, seule l’option de débit de ligne CPRI 10, la norme CPRI la plus récente, est en mesure de répondre à cette exigence. Cependant, cette capacité de traitement a déjà atteint la limite maximale de CPRI, ce qui suscite des doutes quant à la possibilité d’utiliser la 5G de manière stable avec CPRI. De plus, sa capacité à prendre en charge des fonctions de réseau avancées est limitée par rapport aux normes de transport de paquets courantes. Face à une telle situation, eCPRI a été introduit pour la première fois en 2017 afin de répondre directement à certaines des limites du CPRI.

L'eCPRI réduit la latence et la gigue pour le trafic hautement prioritaire. Il améliore l'efficacité des réseaux fronthaul 5G. Par rapport à CPRI, les besoins en bande passante d'eCPRI ont été réduits de dix fois et son trafic peut être transporté sur Ethernet avec d'autres trafics sur le même réseau. De plus, eCPRI dispose d'une fonction de division des fonctions dans la couche PHY, qui permet de conserver la plupart des fonctions dans la BBU. Cela réduit le nombre d'équipements radio sur la tour et permet d'introduire plus rapidement des fonctions de réseau avancées sans changer d'équipement radio.

Conclusion

Selon les informations susmentionnées, CPRI et eCPRI présentent des différences importantes, en particulier pour le fronthaul 5G. En fait, l'interface fronthaul eCPRI est orientée vers l'avenir. Elle optimise les performances radio en analysant le trafic et en le hiérarchisant en temps réel à l'aide d'un algorithme de coordination. Par rapport à CPRI, la spécification eCPRI offre une plus grande flexibilité et fiabilité dans le positionnement de la division fonctionnelle au sein de la couche physique BBU. CPRI est couramment utilisée pour les systèmes traditionnels, tandis que eCPRI est plus adapté aux technologies de communication sans fil 5G.