Sådan sikrer du kompatibilitet mellem RRU og BBU i dit netværk?

Forståelse af den funktionelle relation mellem RRU og BBU

Rollen for Baseband Unit (BBU) i moderne radioadgangsnetværk

I kernen af radioadgangsnetværk ligger baseband-enheden (BBU), som grundlæggende fungerer som hjernen bag alle disse komplekse operationer. Den håndterer vigtige protokoller som PDCP (det er Packet Data Convergence Protocol for dem, der holder styr på det) og RLC (Radio Link Control). Hvad gør disse egentlig? De administrerer blandt andet fejlrettelse, komprimerer data for hurtigere transmission og afgør optimal ressourceallokering i realtid. Hele denne proces sikrer, at vores telefoner kan kommunikere pålideligt med det netværk, de er forbundet til. Med 5G's indtog er BBU'er blevet endnu smartere gennem noget kaldet SDAP (Service Data Adaptation Protocol). Dette nye element giver netværkene mulighed for at specificere kvalitetskrav meget nøjagtigt og prioritere forskellig trafik efter hvilke tjenester der bruges på et givent tidspunkt.

Forståelse af RRU-funktionalitet og dennes integration i basestationsarkitekturen

Fjernstyrede radiounit eller RRUs fungerer grundlæggende som forbindelsespunktet mellem de digitale basebandsignaler, vi arbejder med, og faktiske radiosendelser. Disse enheder placeres typisk ret tæt på selve antennerne, ofte ikke mere end 300 meter væk. De tager den digitale information fra baseband-enheden og omdanner den til noget, der kan transmitteres gennem luften som analoge bølger. De håndterer også nogle ret avancerede funktioner såsom beamforming-teknikker og multiple input multiple output-behandling. At de er så tæt på det sted, hvor signalerne faktisk sendes ud, gør en stor forskel. Signaltab reduceres markant, hvilket er særlig vigtigt ved højfrekvente 5G-bånd, især mmWave-frekvenser. Ved at placere al denne RF-processing i netværkskanten i stedet for centralt hjælper det operatører med at udnytte deres spektrumressourcer bedre. Desuden reducerer det behovet for den komplicerede kabelføring, der kræves ved store installationer, hvor pladsen er begrænset.

Signalbehandling og konvertering mellem RRU og BBU i 4G- og 5G-systemer

Signalbehandlingsansvaret adskiller sig betydeligt mellem 4G og 5G:

• 4G LTE : BBUs håndterer MAC-scheduling og FEC-kodning, mens RRUs udfører grundlæggende modulationsmetoder som QPSK og 16QAM.
• 5G NR : RRUs påtager sig mere avancerede opgaver såsom massive MIMO-precoding og delvis PHY-lagshandling, hvilket reducerer fronthaul-båndbreddebehovet med op til 40 % sammenlignet med traditionelle 4G CPRI-systemer (3GPP Release 15).

Denne ændring gør det muligt at udnytte fronthaul-kapaciteten mere effektivt og understøtter de øgede gennemstrømningskrav for 5G-applikationer.

Indvirkning af funktionsopdelinger i BBU (f.eks. O RAN-opdelinger som FH 7.2 og FH 8)

O RAN Alliance-definerede funktionsopdelinger omkonfigurerer, hvordan behandlingen fordeles mellem BBU og RRU:

• Opdeling 7.2 (FH 7.2) : RRU håndterer lavere PHY-funktioner såsom FFT/iFFT og fjernelse af cyklisk præfiks, hvilket kræver højere fronthaul-båndbredde (op til 25 Gbps), men bevarer central styring.
• Opdeling 8 (FH 8) : Fuld PHY-behandling flyttes til RRU, hvilket reducerer frontaulbehovet til cirka 10 Gbps til gengæld for en stigning i latens på 15 % (O RAN WG1 2022).

Disse fleksible opdelinger giver operatører mulighed for at optimere omkostninger, ydeevne og skalerbarhed i miljøer med flere leverandører, især inden for virtualiserede RAN-rammer (vRAN).

Frontaul-interfaceprotokoller: CPRI mod eCPRI for RRU BBU-forbindelser

Common Public Radio Interface (CPRI) protokol for RRU BBU-forbindelse og -styring

CPRI forbliver den foretrukne løsning for fronthaul-forbindelser i de fleste 4G-netværk i dag. Det, der grundlæggende sker, er, at al PHY-lagets signalbehandling foregår ved BBU-enden, mens de digitaliserede I/Q-samples sendes ned til RRU gennem dedikerede fibernet. Systemet kan håndtere ekstremt lave latensperioder under 100 mikrosekunder og tilbyder imponerende båndbredde på op til cirka 24,3 gigabit pr. sekund per sektor. Dette hjælper med at sikre konsekvent ydelse under forskellige netværksforhold. Men her kommer så faldgruben, folk. Hele opstillingen er temmelig infleksibel på grund af sin stive arkitektur. Når vi bevæger os mod 5G-udrulning, bliver dette et problem, da nyere netværk kræver meget mere tilpasningsdygtige løsninger, som kan balancere belastning dynamisk og integreres problemfrit med cloud-infrastruktur. Allerede nu oplever mange operatører problemer med at udvide deres eksisterende CPRI-baserede systemer til at opfylde kravene til næste generation.

Udvikling fra CPRI til eCPRI i virtualiserede RAN (vRAN) og 5G-netværk

Som svar på de ulemper, som er forbundet med den traditionelle CPRI, fremsatte industrien eCPRI tilbage i 2017. Denne nyere version arbejder med pakker i stedet for rå I/Q-datasstrømme, hvilket reducerer behovet for fronthaul-båndbredde betydeligt – omkring 70 % ifølge de fleste estimater. Det, der gør eCPRI specielt, er, hvordan det håndterer funktionsopdelinger, især konfigurationer som O-RAN's Option 7.2x, hvor dele af den fysiske lag-behandling flyttes over til RRU-siden. Det bidrager faktisk til at øge den samlede systemeffektivitet. Mest bemærkelsesværdigt kører eCPRI over standard Ethernet/IP-netværk, så operatører kan dele deres transportinfrastruktur mellem forskellige tjenester og implementere softwaredefinerede løsninger efter behov. Alligevel findes der nogle reelle udfordringer ved at få alt til at fungere problemfrit sammen. En seneste analyse af markedet fra slutningen af 2023 viste, at cirka hver femte multileverandør-installation oplever problemer under integrationen, fordi leverandører implementerer specifikationerne forskelligt, hvilket skaber kompatibilitetsproblemer, som ingen egentlig ønsker at skulle håndtere.

Båndbredde og latensimplikationer for CPRI/eCPRI Fronthaul-grænseflader

CPRI fungerer rigtig godt i situationer med lav latens, som vi ser i traditionelle D RAN-opstillinger, men der opstår et problem, når det kommer til båndbreddekrav. Især byer har svært ved dette, fordi al den data pålægger en betydelig belastning af den eksisterende fiberinfrastruktur. Det er her, eCPRI træder ind med sin Ethernet-baserede tilgang, hvilket gør udvidelse meget lettere og billigere at implementere, selvom det kræver lidt større tolerance over for latens i forhold til standard CPRI. Når man ser på URLLC-anvendelser såsom fabriksautomatiseringssystemer eller selvkørende biler, har ingeniører begyndt at anvende hybride synkroniseringsmetoder. Disse tilgange sikrer, at tidsindstillingen er præcis nok til kritiske operationer, samtidig med at man stadig kan drage fordel af den fleksibilitet og ydelse, som pakkebaseret fronthaul tilbyder.

Netværksarkitekturmodeller og deres indvirkning på RRU BBU-integration

RRU og BBU-integration i 4G D RAN sammenlignet med centraliserede C RAN-arkitekturer

RRU BBU-integrationslandskabet er hovedsageligt præget af to tilgange: Distribueret RAN (D RAN) og Centraliseret RAN (C RAN). For 4G-netværk, der bruger D RAN, finder vi typisk BBUs og RRUs placeret sammen ved hver celleplacering, hvilket skaber selvstændige basestationer. Opstillingen er ligetil med hensyn til installation og synkronisering, men har ulemper som dubleret hardware på tværs af lokaliteter og øget strømforbrug. C RAN tager derimod en anden tilgang ved at samle alle disse BBUs i centrale lokaliteter. Denne samling af behandlingsressourcer giver operatører mulighed for at udnytte deres udstyr mere effektivt. Nyere forskning fra 2023 viser, at overgangen til C RAN kan reducere energiudgifter med omkring 28 %. Der er dog et problem: Disse systemer kræver stærke fronthaul-forbindelser, der kan håndtere massive datamængder, svarende til mellem 10 og 20 Gbps CPRI-trafik, der sendes frem og tilbage mellem fjernbeliggende RRUs og de centraliserede BBUs.

Indvirkningen af virtualiseret RAN (vRAN) på udviklingen af RRU i 5G

Virtualiseret Radio Access Network (vRAN) teknologi gør i bund og grund Baseband Unit (BBU) om til software, der kører på almindelige kommercielle servere i stedet for specialiseret hardware. Denne adskillelse betyder, at operatører kan skalerer ressourcer efter behov, rulle opdateringer ud hurtigere og undgå at sidde fast med dyr proprietær udstyr. Når det gælder 5G-netværk, driver vRAN nye måder at opdele funktioner på, såsom O RAN-standardenes FH 7.2-konfiguration. Med denne tilgang kan visse fysiske lag-processer faktisk flyttes tættere på Remote Radio Unit (RRU). Tag som eksempel Verizon's seneste felttest i 2024, hvor de så omkring 40 procent mindre forsinkelse i signaloverførslen ved brug af disse kompatible RRUs, der håndterer behandling på tværs af forskellige lag. Resultaterne viser tydeligt, hvordan virtualisering fungerer hånd i hånd med smart distribuerede behandlingsfunktioner.

O RAN-standarder og deres indflydelse på Fronthaul-interoperabilitet og åbenhed

O RAN Alliance handler om at skabe åbne radioadgangsnetsøkosystemer, hvor forskellige udstyrsdele fungerer problemfrit sammen. De har udviklet standarder som Open Fronthaul (OFH), der tillader forskellige leverandører at samarbejde. Tag for eksempel 7.2x-split-specifikationen, som fastsætter præcise regler for, hvordan IQ-data og kontrolbeskeder skal se ud. Det gør det muligt at kombinere fjernradioenheder med baseband-enheder fra forskellige producenter. Ifølge en ny rapport fra GSMA fra 2025 blev problemer løst 92 procent hurtigere i netværk bygget med O-RAN-kompatible dele, da de havde fælles overvågningsværktøjer på tværs af systemerne. Derudover er der endnu bedre nyheder. Tidlige tests viser, at når kunstig intelligens koordinerer mellem RRUs og BBUs, stiger spektrumeffektiviteten med 15 til 20 procent. Disse tal fremhæver virkelig, hvorfor åbenhed og automatisering er så vigtige i dagens telesamfund.

Overvinde udbuders interoperabilitetsudfordringer i multi-udbyder RRU BBU-installationer

Udfordringer skyldes proprietær hardware og software i RRU BBU-økosystemer

Proprietære grænseflader forbliver en stor barriere i multi-udbyder RAN-installationer. Over 62 % af operatører rapporterer forsinkelser under integrationen på grund af ukompatible styringsprotokoller mellem udbydere (STL Partners 2025). Ældre systemer er ofte afhængige af udbyderspecifikke softwarestakke, der modvirker integration med cloud-native, virtualiserede miljøer, hvilket undergraver den agilitet, som 5G og O RAN lover.

Sikring af udstykskompatibilitet på tværs af producenter i fronthaul-netværk

At vedtage O RAN's åbne fronthaul-specifikationer reducerer markant risikoen for manglende interoperabilitet. Netværk, der bruger kompatibelt udstyr, opnår 89 % hurtigere integration end dem, der anvender proprietære løsninger. Afgørende kompatibilitetsfaktorer inkluderer:

• Tidsmæssig synkronisering inden for ±1,5 μs tolerance
• Matchning af CPRI/eCPRI linjehastigheder (fra 9,8 Gbps til 24,3 Gbps)
• Algoritmer for delt spektrumdeling

Standardisering sikrer problemfri overtagelse og konsekvent ydeevne på tværs af sider med blandede leverandører.

Casestudie: Mislykket integration pga. ukorrekte CPRI linjehastigheder

Tilbage i 2023 opstod der et udrulningsproblem, hvor man tilsluttede et 4G RRU-udstyr til CPRI Option 8, der kørte med 10,1 Gbps, til en 5G-kompatibel BBU, som faktisk krævede eCPRI med 24,3 Gbps. Hvad skete der derefter? En massiv båndbreddeforringelse på omkring 58 %, hvilket førte til alvorlige signalkvalitetsproblemer, der gentog sig igen og igen. Efterforskning efter sammenbruddet viste, at hele denne uorden kunne være undgået, hvis blot nogen havde tjekket, om grænsefladerne var kompatible, inden installationen fandt sted. At følge standard dokumentationsvejledninger og udføre korrekte overensstemmelsestests ville have afsløret fejlen i et tidligt stadie. Ret grundlæggende tiltag, men tilsyneladende overset under opsætningen.

Bedste praksis for at sikre kompatibilitet mellem RRU og BBU under udrulning

Forhåndsgodkendelse af interfaceprotokoller og synkroniseringskrav

Det er afgørende at få protokolkompatibilitet og synkroniseringsparametre på plads, inden der påbegyndes nogen integration. For ingeniører, der arbejder med dette, er det meget vigtigt at tjekke, om alle er enige om fronthaul-standarder som CPRI eller eCPRI. De skal også sikre, at symbolhastighederne stemmer overens, og finde ud af, hvilke IQ-komprimeringsindstillinger der anvendes – især vigtigt i de hyppigt forekommende kombinerede 4G- og 5G-situationer. Ifølge forskning fra sidste år skyldes omkring to tredjedele af alle udrulningsproblemer, at folk ikke verificerede alt korrekt på forhånd. Derfor bliver grundig testning absolut kritisk, når man forsøger at forbinde ældre radiofjernenheder (RRU) med nyere baseband-enheder (BBU). Tallene understøtter klart, hvor afgørende omhyggelig forberedelse faktisk er.

Sikring af optisk fiberkvalitet og signalkvalitet i RRU-BBU-forbindelser

Fiberforbindelser skal overholde ITU T G.652-standarder for at bevare signalintegriteten. Nøglekrav inkluderer:

• Dæmpning under 0,25 dB/km ved 1310 nm
• Bøjeradius på ikke mindre end 30 mm
• APC/UPC-stikker refleksivitet under 55 dB

Feltundersøgelser viser, at ukorrekt håndtering af fiber under installation står for 42 % af signaltab efter implementering i midt-bånd 5G-netværk, hvilket understreger betydningen af uddannede teknikere og kvalitetssikringskontroller.

Standardiseringsstrategier ved brug af O-RAN Alliance-specifikationer til multi-leverandør-opstillinger

Påbud om O-RAN-overensstemmelse på tværs af kontrol-, bruger- og dataplaner reducerer leverandørbinding med 58 % ifølge interoperabilitetsmål fra 2024. Operatører bør sikre overholdelse af:

• Standardiserede beskedformater (M-plan, CUS)
• Servicehåndtering og orkestrerings-API'er
• Tidsnøjagtighedskrav (±16 ppb for 5G standalone)

Sådanne politikker fremmer langsigtede fleksibilitet, forenkler fejlfinding og understøtter automatiseret beregning.

Overvågning og fejlfinding af kompatibilitetsproblemer efter implementering

Efter integration er det vigtigt at følge med på flere nøgleparametre under overvågningen. Disse inkluderer blandt andet BER eller Bitfejlrate, EVM, som står for Error Vector Magnitude, samt latensjitter, der skal holde sig under 200 nanosekunder, når der arbejdes med eCPRI-systemer. Der findes i dag automatiserede værktøjer, der fungerer i henhold til 3GPP TR 38.801-specifikationerne. De fleste ingeniører finder disse praktiske, da de faktisk løser omkring 8 ud af 10 funktionsopdelingsproblemer inden for blot én dag. Glem heller ikke almindelige tjek. At følge ETSI EN 302 326-anbefalingerne sikrer, at alt fortsat kører problemfrit over tid. Dette hjælper systemer med at forblive stabile og samtidig fungere godt sammen, selv mens netværkene fortsætter med at ændre sig og vokse.